블랙홀 폭탄

블랙홀 폭탄

 

2001년 1월, 영국에서 세인트앤드루대의 저명한 이론물리과학자 울프 리언하트가 다른 영국 과학자들과 실험실에서 블랙홀을 만들겠다고 발표했을 때 아무도 놀라지 않았습니다. 그러나 프라우다지는 최근 블랙홀은 실험실에서 만들어질 수 있을 뿐 아니라 50년 뒤에는 엄청난 에너지를 가진 블랙홀 폭탄이 오늘날 인류가 호랑이색 원폭을 말하는 것과 비교할 수 없을 것이라는 러시아 과학자들의 예언을 공개했습니다.

인조 블랙홀은 윌리엄이 구상하고 있습니다. 앙루 교수는 유체에서 음파의 발현과 빛이 블랙홀에서 발현하는 것이 흡사하다고 보고, 유체의 속도를 음속 이상으로 증가시키면 사실상 이 유체에 인공 블랙홀 현상이 생긴다고 주장했습니다. 그러나 리언하트 박사가 만들려는 인공 블랙홀은 충분한 중력이 없어 빛 외에는 진짜 블랙홀처럼 '주변의 모든 것을 삼킬 수 없습니다.

러시아의 과학자 알렉산더 트로피몬코는 만물을 삼킬 수 있는 진정한 우주 블랙홀도 충분히 실험실을 통해 만들 수 있다고 주장했습니다. 원자핵 크기의 블랙홀은 그 에너지가 핵공장을 능가할 것입니다. 만약 인류가 하루는 정말 블랙홀 폭탄을 만들었다면 블랙홀 폭탄 하나가 터지면서 나오는 에너지는 원자폭탄 몇 개가 한꺼번에 떨어져 최소 10억 명이 사망할 수 있었을 겁니다." 

 

2011년 12월 한 국제 연구팀은 유럽 남방 천문대의 '심대 망원경'을 이용해 성운 하나가 은하계 중앙에 있는 블랙홀에 접근해 먹힐 것이라는 사실을 발견했습니다.
이것은 천문학자가 처음으로 관측한 것입니다. 블랙홀까지 가서 성운을 '포획'하는 과정입니다. 이 성운은 지구의 약 3배의 질량을 자랑하며 궁수자리 A별 블랙홀에 가까워지는 위치로 관측됐습니다. 이 블랙홀의 질량은 태양의 약 400만 배에 달하며 우리와 가장 가까운 대형 블랙홀입니다. 이 성운은 2013년이면 블랙홀과 매우 가까워져 블랙홀에 점차 삼켜질 가능성이 있다는 게 연구진의 분석입니다. 

또 블랙홀은 실제가 아니라 거의 텅 빈 공간입니다. 블랙홀은 우주에서 가장 물질밀도가 높은 곳이기도 합니다. 지구가 블랙홀이 되면 콩 한 개 정도밖에 안 됩니다. 원래 블랙홀에 있는 물질들은 이 천구에 골고루 분포하는 것이 아니라 천구의 중심에 집중되어 있습니다. 이 중심은 매우 강한 중력을 가지고 있어 어떤 물체도 이 중심 외곽에서만 이동할 수 있습니다. 경계를 넘어가면 강한 중력에 의해 중앙으로 끌려가 가루가 되어 블랙홀 중심으로 떨어집니다. 그래서 블랙홀은 명실상부한 우주마왕입니다.

블랙홀 무모함
1973년 호킹, 카터입니다이(B. Carter) 등은 "어떤 블랙홀이든 그 최종 성질은 몇 개의 물리량(질량, 각운동량, 전하)에 의해서만 결정된다"며 블랙홀 무모정리를 엄격하게 증명했습니다. 즉, 블랙홀이 형성되면, 이 세 가지의 전자기 복사가 될 수 없는 보존량만 남게 됩니다. 다른 모든 정보('모발')는 상실되고, 블랙홀이 형성된 물질이 가지고 있는 복잡한 성질은 거의 없으며, 전신 물질의 모양이나 성분에 대한 기억은 거의 없습니다. 그러자 '블랙홀'이라는 용어발명가 휠러는 이 특성을 '블랙홀 무모'라고 놀렸습니다.

물리학자에게 있어서, 하나입니다.블랙홀이나 각설탕은 모두 매우 복잡한 물체입니다. 왜냐하면 그것들에 대한 완전한 설명, 즉 그것들의 원자와 원자핵 구조를 포함하기 때문에 억만 개의 참이 필요합니다. 이에 비해 블랙홀 외부를 연구하는 물리학자는 그런 문제가 없습니다. 블랙홀은 매우 간단한 물체입니다. 만약 그것의 질량, 각운동량, 전하를 알게 된다면 그것에 관한 모든 것을 알게 됩니다. 블랙홀은 이를 형성하는 물질이 갖는 복잡한 성질을 거의 유지하지 않습니다. 전신 물질의 모양이나 성분에 대한 기억은 없습니다. 질량, 각운동량, 전하만을 유지합니다.번잡함을 없애는 것이 블랙홀의 가장 기본적인 특징일지도 모릅니다. 블랙홀에 관한 대부분의 용어를 발명한 요크 휠러는 60년 전 이런 특징을 '블랙홀 무모'라고 불렀습니다.

생성 방식
초퀄리티 블랙홀 형성은 몇 가지 방법이 있습니다. 가장 눈에 띄는 것은 느린 흡적(항성의 크기에서 시작)으로 형성됩니다. 또 다른 방법은 기운이 수십만 태양질량 이상의 상대론적 별로 위축되는 것을 말합니다. 이 별은 핵심에 양부전자에 의한 반경방향 요동으로 불안정해지기 시작하고, 초신성을 형성하지 못한 채 그대로 블랙홀로 위축됩니다. 세 번째 방법은 핵이 무너지고 있는 고밀도 성단에 관한 것으로, 그 음습한 용량은 핵심적인 분산 속도를 상대론적 속도로 만들 수 있습니다. 마지막으로 대폭발하는 순간 외압으로부터 태초 블랙홀을 만드는 것입니다. 초대질량 블랙홀 평균밀도는 공기밀도보다 낮을 수 있습니다. 이것은 스와시의 반지름은 질량에 비례하고 밀도는 부피와 반비례하기 때문입니다. 구체(블랙홀이 아닌 사건시계의 경우)의 부피는 반지름 입방에 비례하는 반면 질량은 직선으로 성장하기 때문에 부피 증가율은 더 커집니다. 따라서 밀도는 블랙홀 반지름에 따라 증가합니다. 블랙홀의 중심에는 물리학에서 가장 신비로운 물질 중 하나인 특이점, 즉 시간과 공간, 모든 것이 이미 알려진 물리학의 법칙이 산산조각이 난 곳입니다. 

 
시간을 되돌리다
열역학적 관점에서 시공간은 홀로그램으로 인식되기도 하며, 홀로그램 원리에 따라 주어진 영역 내의 표면적과 관련이 있으며, 열역학의 시간적 방향으로도 더 설명될 수 있습니다. 과거와 미래의 홀로그램 영역이 서로 다른 방향으로 증가하기 때문에 시간의 방향은 서로 다른 두 종류의 홀로그램에 대응될 수 있습니다.  

 

항성급 블랙홀
2019년 11월 중국 천문학자들은 곽수경 망원경(LAMOST)을 이용하여 지금까지 가장 큰 질량의 항성급 블랙홀을 발견하였으며, LAMOST의 하늘순례 장점을 이용하여 블랙홀을 찾는 새로운 방법을 제공하였습니다.
이 70배의 태양 질량의블랙홀은 이론적 예언의 질량 상한선을 훨씬 뛰어넘어 항성급 블랙홀 형성에 대한 인식을 뒤집고 항성 진화 및 블랙홀 형성 이론의 혁신을 이끌 것으로 기대됩니다.

미들 퀄리티 블랙홀
미국과 유럽의 천문학자들은 처음으로 중간 품질의 블랙홀을 탐지했다고 발표했습니다. 1500명이 넘는 연구자들이 참여한 이 중력파 탐사 연구에 따르면 약 70억 년 전 태양의 66배, 85배가 넘는 질량을 가진 두 개의 블랙홀이 격돌한 뒤 새로운 중질량 블랙홀을 만들었습니다. 인류가 지금까지 탐지한 최초의 중질량 블랙홀이기도 합니다.
중질량 블랙홀은 항성에 있습니다. 레벨 블랙홀과 초대질량 블랙홀 사이, 질량은 태양의 100에서 1000배입니다.이번에 탐지된 중질량 블랙홀은 태양의 142배에 달합니다.