| [ garbages ] in KIDS 글 쓴 이(By): limelite (a drifter) 날 짜 (Date): 2012년 01월 26일 (목) 오전 04시 46분 31초 제 목(Title): 블랙홀에서 정말 아무 것도 빠져나오지 못_ (제목이 잘렸는데) * 블랙홀에서 정말 아무 것도 빠져나오지 못하나? 블랙홀이 물질을 빨아들이기만 하는 것은 아니다. 블랙홀에 떨어지는 물질은 엄청난 속도로 가속되기 때문에 그 중 일부가 주변 물질과 마찰을 일으키는 등으로 에너지 즉 빛으로 변환되어 X선 같은 전자기파 형태로 발산된다. 때문에 X선 발산 천체를 찾는 것은 블랙홀 탐색의 기본이 되고 있다. 또한, 가속된 물질의 일부가 방향이 맞으면 탈출속도를 넘는 속도가 되어 블랙홀을 빠져나오기도 한다. 내가 정확한 매커니즘은 모르지만, 이런 물질들이 블랙홀 주변에 형성된 자기장을 따라 광속에 근접할 정도로 가속되어서는 자기장 양극 방향으로 제트처럼 방출되는 현상이 많이 관측되고 있다. 혹시나 "이렇게 방출되는 물질은 얼마 되지 않겠지"생각한다면, 상황에 따라서는 전혀 그렇지 않다는 걸 아는 게 좋겠다. Quasar라는 천체는 은하 중심부의 거대 블랙홀에 주변의 물질들이 대량으로 빨려들어가면서 엄청난 에너지의 전자기파와 제트 물질을 방출하는데, 전자기파의 밝기만 해도 태양의 수조배에 이르기도 한다. 그리고, 이론적으로는 블랙홀의 event horizon 근처에서 쌍생성된 입자-반입자 중 하나만 블랙홀에 빠져들어 짝이 되는 '남은 입자'가 소멸되지 않는 바람에, 마치 블랙혹 자체가 물질을 방출하는 것처럼 보이는 호킹복사라는 것이 예측 되고 있다. 그러나 이것도 event horizon 안에 있던 물질이 밖으로 튀어나온다는 의미는 아니다. 그래서 블랙홀의 event horizon 내부에서는 아무 것도 빠져나오지 못한다고 학문적으로! 이야기하고 있다. - 중력마저 흡수하는 가상천체 black spot 그런데, 나는 그런 생각, 그러니까 블랙홀의 event horizon 내부에서는 아무 것도 외부로 빠져나오지 못한다는 생각이 너무나 이상하게 보인다. 왜냐면 중력이라는 힘을 매개하는 입자인 중력자가 실제로 있다면, 블랙홀은 중력자를 끊임 없이 event horizon 내부에서 외부로 방출하고 있기 때문이다. 중력자라는 확인되지 않은 입자로 설명하는 게 마음에 들지 않는다면, 블랙홀은 중력에 대한 정보를 끊임 없이 방출하고 있다고 표현할 수도 있다. 예를 들어, 블랙홀의 중력 변화를 정밀하게 측정할 수 있는 장치를 가지고 있고, 그 장치로 우리 은하계 중심부 블랙홀의 중력 변화를 관측하고 있다고 가정해 보자. 다른 관측 자료 없이 블랙홀의 중력 변화만 가지고도 우리는 "저 녀석이 또 뭘 집어삼켰군. 변화량으로 볼 때 항성 급 천체 하나를 집어 삼킨 것 같은데?" 이런 얘기를 할 수도 있는 거다. 더 나아가서, 미래에 중력자에 담긴 정보를 광자처럼 이용할 수 있는 기술이 생긴다면... 예를 들어 광자를 이용하는 망원경처럼 중력자 망원경 같은 것을 만들 수 있게 된다면... 블랙홀 내부를 들여다 보는 것도 가능할 거다. 또한, 블랙홀이 중력자를 방출함에 따라서 블랙홀의 질량 내지는 에너지도 줄어들어야 한다. 광자를 방출할 때와 마찬가지로... 물론, 중력자의 에너지가 워낙 작기 때문에, 중력자 방출로 인한 블랙홀 질량 손실률은 호킹복사에 의한 질량 손실률보다 작을 것으로 추정되긴 하지만... 진정한 의미로 아무 것도 방출하지 않는 천체라면 중력자 내지는 중력에 대한 정보마저 방출하지 않아야 할 것이다. 중력마저 집어삼키는 천체인 거다. 현대 물리학에 따르면 이런 천체가 존재할 여지가 없어 보이긴 하지만(!) 그래도 이 가상의 천체를 black spot이라고 이름 붙여보자. 만약 black spot이 정말로 있다면 어떤 일이 생길까? 블랙홀처럼 x선이나 제트를 방출하는 현상? black spot은 그런 일 자체가 없다. 중력자 내지는 중력에 대한 정보마저도 방출하지 않기 때문에 주위 물질을 전혀 끌어당기지 않는 거다. 하지만, 우연히 방향이 맞아 black spot에 뛰어든 물질은 광자건 뭐건 그대로 사라지는 것처럼 보인다. 때문에 외부에서는 완벽하게 검은 점 즉 black spot이 있는 것처럼 보일 거다. (아래의 호킹복사 때문에 black spot이 완전하게 검게 보이지는 않을 거다. 여기서는 설명을 쉽게 하기 위해 호킹복사는 제외함) 만약 우리 옆에 black spot이 있다면 그 자체로는 아무런 피해도 입히지 않는다. 그런데 예를 들어, 웬지 기분 나쁘게 생긴 검은 물체를 밀어내 보려고 작대기 같은 걸로 black spot를 찔렀다고 해보자. 작대기에서 black spot에 닿은 부분이 그대로 사라진다. 이 때는 주변에 운 나쁘고 부주의한 친구가 있어 손으로 black spot을 미는 상황이 발생하지 않기를 바래야 할 거다. 밀려고 댄 손이 마치 잘려나간 듯 그대로 사라질 것이기 때문에 -_-; 내가 이해하는 호킹 복사의 원리가 맞다면, black spot에서도 호킹복사는 있을 것이고, 블랙홀보다 복사량도 많을 것이다. 블랙홀의 경우, 쌍생성된 입자 중 하나가 블랙홀에 빨려들어가고 '남은 입자'가 생성되었다고 해도, 이 남은 입자마저 강력한 중력 때문에 잠시 후 블랙홀에 빨려들어가는 일이 발생한다. 그러나, black spot은 중력이 없기 때문에, 좀더 정확히 표현하면 "중력마저 흡수하기 때문에" 남은 입자가 끌려들어가는 확률도 작을 것이고, 따라서 black spot은 블랙홀보다 호킹복사율이 높을 것으로 예측하는 것이다. ............................................................................... a drifter off to see the world there's such a lot of world to see |