지식보관소_ 만약 블랙홀에 들어간다면 무슨 일이 생길까?

 

 

이곳이 빛조차도 탈출할 수 없는 영역으로

이벤트 라이즌이라고 부르게 됩니다.

우리가 관측할 수 있는 모든 사건은

이런 이벤트 라이즈 밖에서만 일어납니다.

 

 

--

100년 전 아인슈타인이 일반 상대성 이론을 발표한 직후에만 해도

블랙홀은 이론상으로만 존재하는 천체였지만

1990년대에 우리나라 중심에서 초거대질량 블랙홀의 증거가

관측이 되었으며

현재는 블랙홀로 빨려 들어가는 가스를

직접 관측하는 데까지 성공하였습니다.

 

그러면 만약

은하 중심에 있는 블랙홀로 직접 뛰어 들어가면 어떻게 될까요?

게임 Spore에서는

그록스라는 기계 종족을 피해서 은하 중심의 블랙홀로 들어가면

선물을 받게 되고,

게임 No Man’s Sky에서는 새로운...

 

아무튼 게임에서 말고

현실에서 블랙홀로 들어가면 어떻게 되는지를 알기 위해서는

블랙홀의 특징을 먼저 알아야 되는데요.

블랙홀이 어떻게 생성되었는지는

예전에 제가 올렸던 영상을 참고하면 되겠습니다.

 

우리가 일반적으로 블랙홀에 빨려 들어간다라고 표현할 때는

블랙홀의 Event Horizon 안으로 들어간다는 것을 의미합니다.

 

지구 표면의 중력 가속도는 9.8m/s^2이고

이런 지구에서 탈출하기 위해서는

지구 표면으로부터 약 시속 40,300km/h의 속도를 지녀야 합니다.

 

이런 식으로 중력 가속도에서 탈출하기 위한 속도를

탈출 속도라고 부르고

블랙홀의 경우 밀도가 무한히 높은 물체이기 때문에

중심에 다가갈수록 중력가속도가 커지게 되고

어느 지점에 다다르면

빛의 속도를 지녀도 그곳에서 탈출할 수 없는 지점에 이르게 됩니다.

 

이곳이 빛조차도 탈출할 수 없는 영역으로

Event Horizon(사건의 지평선)이라고 부르게 됩니다.

 

우리가 관측할 수 있는 모든 사건은

이런 Event Horizon 밖에서만 일어납니다.

이 Event Horizon 안에서는

빛을 포함한 우주의 그 어떤 것도 밖으로 빠져나올 수 없기 때문인데요.

 

얼마 전에 떠들썩했던 블랙홀 관측 사진도

블랙홀이 아니라 블랙홀의 Event Horizon 주변에서 나오는

전자기파를 촬영한 것입니다.

 

 

이제 슬슬 블랙홀에 들어가면 어떻게 되는지에 대한

소름 돋는 이야기를 하자면

우리는 시공간에서 항상 빛의 속도를 유지하고 있기 때문에

먼저 블랙홀의 ‘사건의 지평선’ 근처로 다가가면

굉장히 이상한 일이 발생하게 됩니다.

 

만약 우리가 우주선을 타고 Event Horizon 근처로 다가가게 되면

밖에 있는 시간이 굉장히 빠르게 지나가는 것으로 보일 것입니다.

그리고 블랙홀의 질량이 태양보다 조금 더 큰 정도의 작은 블랙홀이라면

사건의 지평선을 통과하기 전에

우주선을 포함한 우리의 신체 모두가

원자 단위로 산산이 분해되기 때문에

그 안을 볼 수가 없게 됩니다.

 

이렇게 되는 이유는 조석력 때문인데요.

지구에서도 아파트의 꼭대기에 있을 때와 지하주차장에 있을 때

우리가 느끼는 중력은

아주 미세하게 다른데

이 차이는 너무나도 미세해서 우리가 느낄 수가 없습니다.

 

하지만 블랙홀의 중력은 너무나 크기 때문에

머리끝에서 받는 중력과 발끝에서 받는 중력의 차이가 너무도 커서

우리 몸이 길쭉하게 늘어나다가

결국 원자 단위로 분해되기 시작할 것이고

이 원자는 플라즈마까지 분해되고

이런 플라즈마의 원자핵이 쿼크 단위까지 분해될 때까지

계속해서 산산이 분해되게 됩니다.

 

한마디로 블랙홀에 들어가려고 하면

사건의 지평선을 통과하기도 전에 죽게 된다는 것인데요.

 

결국엔 목숨을 걸고 블랙홀에 뛰어들어도

사건의 지평선 내부를 볼 수 없는 것일까요?

 

하지만 만약에 우리은하 중심에 있는

초거대 질량 블랙홀로 들어간다면

이야기가 조금은 달라질 수 있습니다.

 

이런 초거대 질량 블랙홀은 크기가 너무나 크기 때문에

사건의 지평선을 지나기 전까지

중력 차이로 조금은 고통스러울 수 있겠지만

팔다리가 무사히 붙어 있을 수는 있는데요.

 

이런 초거대질량 블랙홀에 사건의 지평선을 통과하게 된다면

다시는 밖으로 나올 수 없다는

뭐 이런 사소한 문제가 있지만

사건의 지평선 내부로 들어가서 보는 건 가능합니다.

 

이렇게 사건의 지평선 내부로 들어가게 되면

우리에게 남은 미래는 단 하나뿐입니다.

블랙홀의 중심을 향해서 계속해서 떨어지는 것뿐이죠.

 

아무리 강한 추력을 가진 우주선이라고 해도

이러한 미래는 절대 바뀔 수가 없고

시간이 지날수록 점점 강한 조석력을 느끼다가

우주선과 우리의 몸이

소립자로 분해돼서 중심으로 빨려들어가게 됩니다.

 

사건의 지평선에 진입한 이후에 죽기까지

그 어떤 것을 보게 될지 우리는 알 수가 없습니다.

사건의 지평선을 넘어가게 되면

밖으로는 아무것도 나올 수 없기 때문에

우리가 알 수가 없는 것인데요.

 

확실한 건

사건의 지평선을 통과하는 순간

모든 물질은 빛보다 빠른 속도로 블랙홀 중심으로 떨어지고 있으므로

블랙홀 중심으로부터

광자 한 개도 관측할 수가 없는 것입니다.

 

이 영상을 보면서

블랙홀로 들어가면

다른 차원으로 연결된 화이트홀로 나온다는 얘기를

듣고 싶던 분이 계실지도 모르겠지만

만약에 그렇다면 블랙홀에 흡수한 질량만큼

블랙홀의 질량이 커질 수가 없을 텐데요.

 

따라서 블랙홀에 들어간다면

결국 들어가기 전에 죽거나

들어가고 나서 다시는 나올 수 없는 곳에서 죽거나

둘 중 하나가 될 것입니다.

그럼 이만.