영화 블랙홀 상식

영화 블랙홀 상식

사람의 수명에 비해서 별의 수명은 거의 영원할 듯하지만, 별도 태어나고 자라고 죽어가죠.

거대한 별이 죽음을 맞이할 때 역설적이게도 우리는 그 현상을 초신성이라고 부르는데요.   

초신성은 쉽게 말하자면, 거대한 태양 같은 별이 폭발해서 밝아진 상태인 거죠. 초신성은 은하 하나의 밝기보다 더 밝아 보일 정도로 밝아졌다가 수주에서 수개월에 걸쳐 서서히 어두워져 가는 현상인데요.

이 현상은 우주 팽창(빅뱅)의 비밀을 밝혀줄 열쇠로 굉장히 중요한 현상이라고 하네요.   

초신성은 별이 죽어가는 모습일 뿐이지만, 우리가 관측할 때는 어두워서 보이지 않던 새로운 별이 나타나는 것처럼 보이기 때문에 초신성이라고 부르게 되었대요.

우리나라의 고대에는 잠시 머물다가 사라지는 별로 보였기 때문에 손님 별이라는 뜻으로 개성이라고 불렀고요.

역사적으로 기록된 초신성의 존재는 중국에서 185년에 관측된 것을 시작으로 1006년 가장 밝았을 것으로 추정되는 초신성의 관측 기록이 중국과 이슬람 국가의 기록에 나타난다고 해요.

1054년에 나타난 초신성은 중국의 천문학자들에 의해 관측이 기록되었고, 그 잔해가 게성운이라는 이름으로 아직 밤하늘에 나타나고 있어요.

1604년에 관측된 요하네스 케플러가 관측한 초신성은 우리 은하 내에서 관측된 가장 최근의 초신성으로 케플러 초신성이라고 부른다고 하네요.

케플러 초신성은 조선왕조 실록에도 관측된 기록이 있는데 약 130회 정도 언급되고 있다네요.   

별은 핵에서 수소핵 융합 반응으로 에너지를 만들어서 빛을 내는데, 태양과 유사한 질량을 가진 별은 핵에서 수소가 모두 소진되면 적색거성과 행성상 성운 단계를 거쳐 백색왜성으로 일생을 마감하게 된다고 해요.

백색왜성은 내부에서 에너지를 발생할 수 없고 전자들이 압축된 힘이 중력과 평형을 이루고 있는 상태가 되는데요. 이런 상태를 축퇴라고 해요.

태양은 50억 년 정도 후에 백색왜성이 되어 서서히 식어가면서 생을 마감할 거라고 예상되지만... 그땐 이미 우리는 없겠죠? ^^;

백색왜성이 축 퇴상태의 물질로 이루어져 있으면서 특이한 성질을 나타내는데요. 일반적으로 별의 질량이 커지면 크기도 커지지만, 백색왜성은 질량이 클수록 크기가 더 작아지게 된다고 해요.

질량이 커지면 더 큰 중력 탓에 압축이 되고, 크기가 더 점점 작아지는 것이죠.

이렇게 압축되는 것을 버텨내는 데는 한계점이 존재하는데요. 그 한계점을 밝혀낸 사람이 인도 출신의 천문학자인 찬드라세카르라는 사람이라서 이 한계점을 찬드라세카르 한계라고 불러요.

이 한계점을 넘어서는 이유는 백색왜성 근처에 존재하는 적색거성이 있을 때 적색거성으로부터 방출되는 물질이 백색왜성의 중력에 이끌려 유입되어 질량이 늘게 되고 찬드라세카르 한계를 넘어서서 축퇴압의 한계를 넘어서면 붕괴되면서 폭발하게 된다고 해요.

이때 폭발하는 별을 1a형 초신성이라고 부르게 돼요.

초신성이 폭발할 때 거대한 별이 분열하면서 엄청난 폭발이 일어나지만, 특이하게도 초고밀도의 작은 핵만큼은 그대로 남아 있게 되는데요.

이 남은 중심핵은 작지만 매우 온도가 높고 밀도가 높아요. 이 상태의 별을 중성자 별이라고 하는데요.

중성자별의 1 제곱센티미터 부피의 질량이 에베레스트 산과 맞먹을 정도이니까요. 

질량이 높다는 것은 중력도 높기 때문에 인근에 또 그러한 중성자 별이 존재한다면 서로가 서로를 끌어당기게 되고, 서로 충돌하는 경우가 생기겠죠.

이 둘이 충돌하게 되면, 그 질량은 어마어마한 밀도를 갖게 되죠.

주변의 물질들이 급격히 압축되면서 블랙홀을 생성하게 된다고 해요.

이 블랙홀 내부에서는 시간이 천천히 흐르기 때문에, 미래로 시간을 여행할 수 있을 거라고 이론적인 상상을 할 수 있어요.

하지만 블랙홀로 시간여행을 간다면... 이미 찢어지고 쪼개져서... 환생은 불가능할 거예요..