블랙홀은 사악한 우주 진공 청소기가 아니며 다른 오해

블랙홀은 종종 오해될 수 있습니다. 또는 사악한 것으로 착각합니다.

그들은 실제로 무엇입니까? 그것들은 물질이 매우 조밀한 영역으로 압축된 공간에서 매우 매혹적인 물체입니다. 지구가 (가상적으로) 블랙홀로 부서지면 지름이 1인치 미만일 것입니다. 그러나 그 물체는 우리 행성의 전체 질량을 포함할 것이기 때문에 여전히 극도로 무거울 것입니다.

결과? 중력이 너무 강해서 빛조차 빠져나갈 수 없는 곳. (질량이 많을수록 중력이 더 강해집니다.)

이것은 블랙홀을 별과 행성에 대한 만족할 줄 모르는 식단으로 전능하고 무서운 물체처럼 보이게 만들 수 있습니다. 그러나 이것은 그렇지 않습니다. 그들은 우주의 위협이 아닙니다. 천체 물리학자인 Misty Bentz는 Mashable에 다음과 같이 말했습니다. “우리는 이러한 것들을 의인화하는 경향이 있습니다. 그러나 실제로 블랙홀은 사악하거나, 비열하거나, 무서운 것이 아닙니다. 그들은 단지 ~이다.”

아래에서 우리은하 중심에 있는 초거대질량 블랙홀인 궁수자리 A*를 포함한 블랙홀에 대한 오해에 대해 설명합니다. 천문학자들은 최근 이 우주 거물에 대한 전례 없는 이미지를 포착했습니다.

블랙홀 주변의 초고온 강착 디스크를 보여주는 NASA 그림. 또한 블랙홀 외부의 물질에서 방출되는 에너지 제트도 표시됩니다.
크레딧: NASA

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최초의 사진에서 은하수의 초대질량 블랙홀을 보라


블랙홀은 특별한 중력이 없다

우리가 알고 있는 어떤 것도 블랙홀 내부에서 탈출할 수 없습니다. 무언가는 빛의 속도보다 더 빠르게 움직여야 할 것입니다. 지구에서 달까지 대략 1초 만에 이동합니다. — 탈주하다. 그것은 블랙홀이 과도한 중력을 휘두르는 것처럼 보이게 만들 수 있습니다. 하지만 꼭 그렇지만은 않습니다.

로드 아일랜드 대학의 천체 물리학자이자 블랙홀 연구원인 Douglas Gobeille는 Mashable에 “블랙홀의 중력에 대해 특별히 특별한 것은 없습니다.

사실, 만약 태양이 같은 질량의 블랙홀로 대체된다면, 대부분의 행성은 현재와 같이 태양 주위를 계속 움직일 것이며, 가장 가까운 행성만이 블랙홀에서 오는 약간의 조석력을 감지할 것입니다. 그리고 지구가 같은 질량의 블랙홀로 대체된다면 달의 궤도도 크게 바뀌지 않을 것입니다. 주위를 도는 질량이 동일하게 유지되기 때문입니다.

하지만 상황은 변한다 무언가가 근처에 있을 때 블랙홀(“가까운”은 상대적이며 블랙홀의 크기에 따라 다름). 블랙홀의 독특한 점은 물체가 얼마나 가까워질 수 있다는 것입니다. 전체적으로 그렇게 강렬하게 조밀하고 거대한 물체. 어떻게든 태양의 표면을 방문했다면 여전히 블랙홀의 밀도에 가까운 밀도를 가진 물체 바로 옆에 있지는 않을 것입니다. 태양보다 수백만 배에서 수십억 배 더 큰 초대질량 블랙홀의 경우 “상대적으로 가깝다”는 것은 1억 마일 떨어져 있음을 의미할 수 있습니다.

고베유는 “블랙홀에 가까이 다가가면 엄청난 중력을 느낄 것”이라고 말했다.

은하수 중심에 있는 블랙홀

우리 은하의 중심에 있는 블랙홀인 궁수자리 A*의 첫 번째 이미지.
크레딧: 이벤트 호라이즌 망원경 협업

블랙홀은 끊임없이 모든 것을 빨아들이지 않습니다.

블랙홀이 지나가는 물체에 강력한 중력을 가할 수 있다고 해서 블랙홀이 우주에 있는 것을 “빨아먹는” 것은 아닙니다.

“어떤 사람들은 그들이 후버라고 상상합니다. [vacuum cleaners] 위스콘신-밀워키 대학의 맨프레드 올슨 천체투영관 소장이자 천문학자 Jean Creighton은 Mashable에 “물론 그것은 사실이 아닙니다.”라고 말했습니다. 은하수는 계속해서 새로운 별을 흡입하지만 다행히도 우리에게는 그렇지 않습니다. “그들은 진공 청소기가 아닙니다. 그렇지 않으면 우리는 하나가 될 것입니다.”라고 Gobeille는 동의했습니다.

그러나 가까이에 지나가는 물질이나 빛은 블랙홀 주위로 끌려갈 수 있습니다. 그러나 이 물질의 극소량만이 실제로 블랙홀에 빠지고 “소비”되어 다시는 돌아오지 않습니다.

“블랙홀은 음식을 먹는 데 끔찍합니다. 그들은 음식을 잘 먹기로 유명합니다.”라고 Gobeille가 말했습니다.

블랙홀은 음식을 먹는 데 끔찍합니다.

그러나 물질이 블랙홀에 가까워지면 상황은 더욱 강렬해집니다. 별과 같은 물체는 중력의 잡아당김에 의해 문자 그대로 떨어져 나거나 “스파게티화”됩니다. 이 물질은 강착 디스크라고 하는 링에 모여서 물질이 빠르게 회전하고 수백만도까지 과열됩니다. (뜨거운 강착 원반을 통해 천문학자들은 최초의 블랙홀을 이미지화할 수 있었고 원반은 블랙홀을 드러냈습니다.) 결국 이 축적된 물질 중 일부는 블랙홀 안으로 나선형으로 들어가지만 대부분은 다시 우주로 뱉어집니다. 빠르게 회전하는 디스크의 자연스러운 움직임으로 재료가 배출됩니다.

확실히 지저분한 식사 상황입니다. “블랙홀이 효율적인 방식으로 먹이를 공급하는 것은 꽤 어렵습니다.”라고 Gobeille가 설명했습니다. NASA에 따르면 우리은하의 초대질량 블랙홀 궁수자리 A* 주위를 끌어당기는 우주 물질의 약 1%만이 실제로 속합니다.

그러나 무언가가 블랙홀에 빠지면 “사건의 지평선”이라고 불리는 되돌릴 수 없는 지점을 지났다는 의미입니다. 초거대질량 블랙홀과 은하를 연구하는 Clemson 대학의 천체 물리학자인 Marco Ajello는 “이것이 마지막 요점”이라고 Mashable에 말했습니다. 그는 가설적으로 사람이 사건의 지평선 바로 밖에서 손전등을 사용할 수 있다고 설명했습니다. 그러나 일단 그들이 건너면 그 빛은 우주로 다시 빠져나갈 수 없습니다.

“대부분의 블랙홀은 조용히 거기에 앉아 있습니다.”

그러나 대부분의 블랙홀은 아무것도 먹지 않고 있습니다. 그 이유는 그들이 무언가를 구하거나 빨아들이지 않기 때문입니다. 그들이 차지하는 은하에 비해 초대형 블랙홀조차도 작은 공간을 차지합니다. 일이 지나가야 합니다.

“대부분의 블랙홀은 조용히 거기에 앉아 있습니다.”라고 Ajello가 설명했습니다.

블랙홀은 정확히 구멍이 아닙니다. 아니면 맞습니까?

블랙홀에는 분명히 엄청난 양의 물질이 포함되어 있습니다. 모양(구형)이 있습니다. 그리고 다른 물질은 블랙홀과 상호 작용합니다. 그래서 천체 물리학자들은 종종 그것들을 비록 특이한 것이지만 물체로 분류합니다. “그것은 환상적으로 이상한 물체입니다.”라고 Ajello가 말했습니다.

블랙홀을 “물체” 또는 “사물”로 표시하는 것이 적절하다고 천체물리학 센터(Center for Astrophysics-Harvard and Smithsonian)의 천체 물리학자인 Dominic Pesce는 초대질량 블랙홀을 연구한다고 Mashable에 말했습니다. 그리고 다른 사람들은 합리적으로 그들을 “지역”으로 설명하기로 선택할 수 있다고 그는 지적했습니다.

그러나 누군가 블랙홀이 실제로 “홀”이라고 주장하더라도 여전히 합리적인 주장이 있습니다.

Pesce는 “블랙홀이 외부 관찰자가 어떤 정보도 수집할 수 없는 시공 영역을 둘러싸고 있다는 의미에서 관찰 가능한 우주에서 ‘홀’이라고 불리는 경우가 있다고 생각합니다.”라고 말했습니다.

블랙홀 삽화

블랙홀에 대한 예술가의 개념. 뜨거운 물질이 원반을 돌면서 에너지가 블랙홀 외부로 방출됩니다.
크레딧: XMM-뉴턴/ESA/NASA


블랙홀은 부자연스러운 중력을 지닌 끈질긴 우주 진공 청소기가 아닙니다. 그러나 그들이 깊이 섬뜩하다는 일반적인 개념은 확실히 현실입니다. 블랙홀의 많은 측면, 특히 내부는 여전히 미스터리로 남아 있습니다.

“우리는 블랙홀의 내부를 조사할 방법이 없습니다.” 천문학자 Creighton이 설명했습니다. 연구원들은 공간과 시간이 붕괴되는 영역인 그곳에서 일어날 수 있는 일을 이론화할 수 있을 뿐입니다.

블랙홀에 대해 우리가 아는 것은 사물이 블랙홀과 상호 작용하는 방식에서 비롯됩니다. 물론 사건의 지평선 밖에서 말이죠. 예를 들어 블랙홀이 쪼개지거나 별을 삼킬 때 과열된 물질로 된 구멍의 소용돌이치는 원반이 빛나거나 에너지 폭발을 우주로 방출할 수 있습니다. 때때로 이러한 보이지 않는 물체는 본질적으로 우주로 비명을 지를 수 있습니다. 최근에 우리 은하 중심의 블랙홀을 촬영한 천문학자들이 사용하는 것과 같은 우리의 특수 망원경과 전파 안테나는 이 에너지를 감지하여 활동이나 존재를 드러냅니다.

앞으로 몇 년 동안 이 거대한 장비는 우리 우주의 호기심 많은 블랙홀에 대한 더 많은 비밀을 계속해서 밝히고 전례 없는 이미지를 포착할 것입니다. 그들이 없었다면 우리는 어둠 속에 있었을 것입니다.

고베유는 “인간이 우주에서 문자 그대로 보고 들을 수 있는 것은 거의 아무것도 아니다”라고 말했다.

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