[1분과학] 우주에서 가장 신기한 천체

 

 

#

블랙홀은 모든 법칙이 무너지고

시공간의 곡률이 무한대가 되는 우주적 존재입니다 [00:02].

블랙홀은 매우 강한 중력으로 인해 빛조차 빠져나올 수 없는 곳입니다 [02:35].

블랙홀 내부의 특이점에서는 시간과 공간의 개념이 사라지며

물리학 법칙조차 적용되지 않습니다 [02:56].

블랙홀은 우주에서 가장 신비롭고 흥미로운 천체 중 하나입니다 [05:13].

 

--

여기, 모든 물리학자들, 아니 모든 사람들을

미쳐 날뛰게 하는 우주적 존재가 있다.

 

모든 법칙이 무너지는 곳

모든 개념이 상실되는 곳

시공간의 곡률이 무한대가 되고 시간이 멈춰버리는 곳

바로 우주에 난 검은 구멍

블랙홀이다.

 

블랙홀만큼 재미있는 천체가 있는가?

하늘에서 블랙홀이 새로 발견될 때마다

과학자들이 들썩이고

블랙홀의 모습을 처음 촬영했을 그때

모두가 그토록 신나했던 이유는

인류의 능력으로는 도저히 설명되지 않는 저 구멍이

실제로 우주에 있다는 걸

목도하는 거기 때문일 것이다.

 

그래서 얼마 전까지만 해도

아인슈타인을 포함한 모든 과학자들은

블랙홀을 상상 속에만 존재하는 환상이라고 치부하고

실제로는 존재하지 않을 것이라고 말해왔다.

 

하지만 그 환상이 바로 저기 있다.

이 우주에 아니 우리 은하에만

태양 질량의 10배에 달하는 블랙홀이 약 1억 개가 넘게 있다.

그리고 우리 은하의 가운데는

태양 질량의 400만 배에 달하는 초대형 블랙홀이 있다.

그리고 우리은하에 있는 모든 별은

마치 하나의 위대한 신을 모시는 것처럼

저 거대한 블랙홀을 중심으로 공존한다.

 

왜일까?

왜 모든 물체는 블랙홀만 보면 헤어나오지 못할까?

 

거대한 별은 수소를 뭉쳐 헬륨을 만들고

이때 손실된 질량이 에너지로 바뀌어 빛이 되어 퍼져 나간다.

이렇게 안에서 밖 바깥으로 퍼져나가는 힘 덕분에

별은 자기 질량이 만들어내는 강한 중력에 짓눌리지 않고

오랫동안 형태를 유지할 수 있다.

 

하지만 별이 태울 수 있는 재료는 유한하고

중력을 밀어낼 힘은 언젠가 사라진다.

그 순간 무지막지한 중력은 그대로 별을 안으로 끌어당긴다.

 

태양같이 질량이 작은 별은 백색 왜성이 되고 말지만

우리 태양보다 20~30배 더 큰 항성의 중력은

끝이 없이 별을 중심으로 붕괴시킨다.

이 과정은 말 그대로 끝이 없다.

 

가운데로 무너지기 시작한 별은

말 그대로 하나의 점이 될 때까지 붕괴한다.

하나의 점

공간이 아주 작은 하나의 점으로 붕괴한다는 것이 아니라

말 그대로 무한하게, 영원하게, 가운데로

그러니까 공간이라는 개념이 사라질 정도의 가운데로, 붕괴한다.

이게 바로 특이점이다.

 

이곳에선 공간이라는 개념이 사라지고

중력이 무한대가 되며 시간이 멈춰버린다.

 

우리가 아는 우주, 그러니까 시공간이

무한하게 왜곡된다는 것이다.

무한하게

인류는 수학적 개념으로만 존재하는 줄 알았던 무한을 직접 만나며

아무것도 설명할 수 없게 된다.

 

공간의 개념은 사라지고 시간은 흐르지 않는다.

아무것도 변하지 않는데

무슨 시간이 흐르고 무엇을 설명하겠는가?

애초에 무한을 다른 곳에서 찾을 수 있는가?

 

우리 은하 중앙에 위치한 궁수자리 A, 블랙홀의 반지름은

1200만 킬로미터이다.

궁수자리 A 가운데 있는 특이점에서 1200만 킬로미터 이내에만 접근해도

우주에서 가장 빠르다는 빛조차 빠져나올 수 없어 게 된다는 것이다.

 

그러면서 과학자들은 난관에 빠진다.

공간은 무한히 작아지고

중력은 무한히 강해지며

시간은 무한히 흐르지 않는다.

 

모든 법칙dms 무한 앞에서 사라지며

그곳에선 어떤 의미도 찾을 수 없다.

심지어 물리 법칙조차도 말이다.

 

그렇다면 생각해 보자.

무한히 작은 점이 된다는 건 무슨 말일까?

시간이 멈춘다는 건 무슨 말일까?

 

시간이 흐른다라는 건

과거, 현재, 미래로 이어지는 연속적인 변화를 말한다.

그러나 블랙홀 내부에서의 시간은

그저 특이점을 향해 가는 것 말고는 없다.

 

그러다 특이점에 도달하면

시간이 끝난다라고 해석할 수 있지만

반대로 특이점의 시간이 계속 진행한다라고 해석할 수도 있다.

 

세상이 멈췄다와

세상이 영원히 변하지 않는다라는 것에는

차이가 없기 때문이다.

 

이곳에서는 시간이 흐르는 것과 흐르지 않는 것의 차이가 사라진다.

시간이라는 개념이 사라지는 것이다.

 

그래서 과학에선 특이점에 도달하는 순간

시간이 멈춘다고 말하지만

반대로 시간이 특이점에서 무한히 흐른다고 해석할 수도 있다.

왜냐하면 무와 무한대는 같은 거니까.

 

과학계는 이 문제를 어떻게 해결할까?

우리는 이 모순을 어떻게 받아들일까?

아니면 애초에 모순이 아닌 걸까?

 

누군가는 모든 블랙홀의 가운데에서

새로운 우주가 탄생하고 있다고 말한다.

왜냐하면 블랙홀 중앙에 있는 특이점

시간의 개념이 없고, 무한히 작은 점에 모든 것이 담겨 있는 그 특이점은

마치 모든 것이 시작했을 때의 특이점

이 우주를 시작하게 만든 그 특이점과

놀라울 정도로 닮아 있기 때문이다.

 

저 검은 물체의 중앙에선 무슨 일이 일어나고 있을까?

정말 모든 것이 끝나는 것일까?

아니면 반대로 모든 것이 시작되는 것일까?

시작인가? 끝인가?

아님, 이 모순적인 말조차 의미가 없나?

 

--

안녕하세요. 여러분

이 영상은 출판사 알에이치코리아에서

차세대 칼세이건으로 불리는 브라이언 콕스가 저술한 도서

<블랙홀>이 출판되어, 지원을 받고 제작하게 되었습니다.

 

브라이언 콕스는 유튜브에 떴다 하면 조회수 천만 회,

다양한 과학 채널에서 블랙홀에 대해 설명해 주는

영국 왕립학회 소속 천재 물리학자인데요.

 

이 도서 한마디로 명작입니다.

블랙홀 연구 최종 결정판이라고 불리는 책이고

블랙홀에 대해 잘 모르는 사람부터

블랙홀에 대해 더 깊게 알고 싶은 사람까지

블랙홀이라는 놀라운 천체에 조금이라도 관심이 있으신 분들은

누구나 재미있게 읽으실 수 있는 책입니다.

 

흔히 “블랙홀을 알기 위해서는 거의 모든 물리학을 알아야 한다”라고 불릴 정도로

블랙홀은 신비한 존재이고

또 그 신비한 존재를 파헤치기 위해

관련된 물리지 배우는 게 정말 재미있습니다.

 

우리가 사는 우주를 알고 싶다면

이 세상이 무엇인지 알고 싶다면

절대 지나칠 수 없는 블랙홀.

자연이 구현한 가장 아름다운 천체, 블랙홀과 가까워질 수 있는 이 도서

정말 잘 나왔으니까요.

꼭 한번 읽어보시기를 바랍니다.

 

그럼 저는 이만

안녕.