블랙홀 이야기

블랙홀은 뭐든 빨아들이기만 하는 줄 알았다. 나는 그게 블랙홀의 전부인 줄 알았다. 파보니 정반대 모습도 있었다. 블랙홀은 오히려 물질을 우주로 광속에 가깝게 내뿜기도 한다. 이걸 블랙홀 제트라고 부른다. 삼키는 존재가 어떻게 내뿜는지 하나씩 쉽게 풀어봤다. 알고 나니 블랙홀의 인상이 정말 확 달라졌다. 블랙홀 제트가 뭔가 블랙홀 제트는 빛의…

블랙홀이 별을 먹는다는 말을 들으면 통째로 꿀꺽 삼킬 것 같다. 그런데 실제로는 좀 다르다. 별이 너무 가까이 가면 블랙홀은 그 별을 국수 가락처럼 길게 늘여 찢는다. 그리고 절반만 삼킨다. 그 순간 밝은 섬광이 터진다. 블랙홀의 식사는 생각보다 지저분하면서도 화려했다. 어떻게 이런 일이 벌어지는지 하나씩 쉽게 풀어봤다. 블랙홀에 별이 너무 …

은하수와 안드로메다는 언젠가 충돌한다고들 한다. 나도 그게 정해진 미래인 줄 알았다. 그런데 찾아보니 최근에는 꼭 그렇지도 않다는 얘기가 나온다. 확실한 줄 알았던 게 반반 확률로 바뀌었다. 만약 두 은하가 부딪히면 중심의 거대 블랙홀은 어떻게 될지 궁금했다. 하나씩 쉽게 풀어봤다. 은하수와 안드로메다는 서로 다가오고 있다 안드로메다는 지금 …

블랙홀 증발이라는 말을 처음 들었을 때 좀 놀랐다. 블랙홀은 뭐든 삼키기만 하니 영원할 줄 알았다. 파보니 아니었다. 블랙홀도 아주 조금씩 김이 새듯 줄어들다가 언젠가 사라진다고 한다. 그런데 이 증발 이야기에는 반전이 세 겹으로 숨어 있었다. 하나씩 쉽게 풀어봤다. 블랙홀도 아주 조금씩 줄어든다 블랙홀은 빛도 못 빠져나오는 어둠인데, 사실 …

2008년, 유럽의 거대 입자가속기 LHC가 가동을 앞두고 온 세상이 술렁였다. 여기서 미니 블랙홀이 생겨 지구를 통째로 삼킨다는 공포였다. 가동을 막아달라는 소송까지 벌어졌다. 나도 그 무렵 뉴스를 어렴풋이 기억한다. 이게 정말 근거 있는 걱정이었을까. LHC 블랙홀 공포에 과학은 뭐라고 답했는지 하나씩 쉽게 풀어봤다. LHC 블랙홀 공포는 …

블랙홀은 반드시 생긴다, 펜로즈가 증명한 것 블랙홀이 정말 존재하느냐는 질문은 생각보다 오래 논쟁거리였어요. 아인슈타인조차 블랙홀은 수학적 장난일 뿐 실제로는 안 생길 거라고 여겼거든요. 이 판을 뒤집은 사람이 로저 펜로즈예요. 그는 블랙홀이 예외가 아니라 필연이라는 걸 수학으로 증명했고, 그 공로로 2020년 노벨 물리학상을 받았어요. 아인슈타인도 블랙…

블랙홀도 회전한다, 커 블랙홀 이야기 블랙홀 하면 보통 가만히 떠 있는 검은 구멍을 떠올려요. 그런데 실제 우주의 블랙홀은 거의 다 빠르게 회전하고 있어요. 회전하면 뭐가 달라지는지, 그리고 회전에서 에너지를 뽑아낼 수 있다는 얘기가 진짜인지 따라가봤어요. 슈바르츠실트와 커, 두 가지 블랙홀 블랙홀 이론에는 크게 두 모델이 있어요. 하나는 1916년 슈바…

블랙홀은 보통 무거운 별이 죽어서 생긴다. 그런데 별이 태어나기도 전, 빅뱅 직후에 이미 생긴 블랙홀이 있을지도 모른다. 이걸 원시 블랙홀이라고 부른다. 우주에서 가장 오래된 블랙홀인 셈이다. 게다가 이게 우주 최대 수수께끼인 암흑물질의 정체일 수도 있다고 한다. 무슨 얘기인지 하나씩 쉽게 풀어봤다. 별 없이도 원시 블랙홀이 생긴다 보통 블랙…

블랙홀 이야기를 하다 보면 늘 웜홀이 따라 나온다. 우주 저편으로 순식간에 건너가는 지름길 말이다. 영화 인터스텔라에도 나오고 SF에 단골로 등장한다. 나는 이게 상상인지 물리학에 근거가 있는지 궁금했다. 파보니 웜홀은 상상이 아니라 방정식에서 나온 개념이었다. 하나씩 쉽게 풀어봤다. 웜홀은 시공간을 접는 지름길이다 우리 은하 지름이 약 10…

블랙홀 둘이 충돌하면 그 충격이 우주 전체로 잔물결처럼 퍼진다. 이걸 중력파라고 부른다. 2015년 LIGO라는 장비가 이 중력파를 인류 최초로 잡아냈다. 그런데 그 떨림이 양성자보다 작았다. 그렇게 작은 걸 대체 무슨 수로 쟀는지 궁금했다. 하나씩 쉽게 풀어봤다. 중력파는 시공간의 잔물결이다 중력파는 무거운 것이 갑자기 움직일 때 우주 공간…

물리학에서 정보가 사라지면 안 되는 이유 블랙홀 시리즈를 쓰면서 호킹 복사 얘기를 몇 번 했어요. 블랙홀이 서서히 증발해서 결국 사라진다는 거. 근데 그때마다 한 가지 문제를 슬쩍 넘겼거든요. 블랙홀이 완전히 증발하면 안에 들어갔던 물질의 정보는 어떻게 되느냐. 이걸 블랙홀 정보 역설이라고 하는데, 50년 넘게 물리학에서 가장 논쟁적인 문제 중 하나예…

세계적인 물리학자 셋이 30년 가까이 이어진 내기를 걸었다. 블랙홀에 빠진 정보는 사라질까, 아니면 남을까. 이게 블랙홀 정보 역설 내기다. 스티븐 호킹은 사라진다는 쪽에 걸었다. 그런데 2004년에 호킹은 자기가 졌다고 인정했다. 30년 입장을 왜 바꿨는지 궁금해서 하나씩 풀어봤다. 1997년, 세 물리학자의 내기 1997년 스티븐 호킹과 …

우주에서 가장 강력한 충돌 블랙홀 시리즈를 쓰면서 블랙홀 하나에 대한 얘기만 했어요. 구조, 특이점, 그림자, 시간지연. 근데 블랙홀이 둘이 만나면 어떻게 되는지는 안 다뤘더라고요. 블랙홀끼리 충돌하면 무슨 일이 벌어지느냐. 이건 상상이 아니라 실제로 관측된 현상이에요. 2015년에 처음 잡혔고, 지금은 LIGO가 약 3일에 한 번씩 블랙홀 병합 신호…

블랙홀의 반대가 있다는 얘기 블랙홀 시리즈를 꽤 오래 써왔어요. 형성 원리, 스파게티화, 시간지연, 특이점, 광자고리까지. 근데 한 번도 안 다룬 게 있었어요. 화이트홀. 블랙홀이 모든 걸 빨아들이는 천체라면, 화이트홀은 모든 걸 뱉어내는 천체라는 건데, 이름은 들어봤지만 진지하게 찾아본 적이 없었어요. 이전 글에서 양자 바운스 얘기를 할 때 잠깐 스…

블랙홀 사진을 보면 가운데는 까맣고 둘레만 주황빛으로 빛난다. 그런데 그 밝은 고리가 다 같은 빛일까. 이론은 그 안에 광자고리라는 아주 가느다란 고리가 반드시 있어야 한다고 말한다. 나도 이게 이미 찍힌 줄 알았다. 파보니 아니었다. 광자고리는 아직 누구도 제대로 본 적이 없다. 왜 그런지 하나씩 쉽게 풀어봤다. 블랙홀 광자고리가 뭔가 광자…