제목: 블랙홀, 화이트홀 그리고 웜홀
그 오해와 아직 모르는 것들~~
블랙홀이란 무엇 인가? 우주에서 가장 격동적인 현상? 공간의 구멍?
요즘은 초등학교 들어가기 전의 아이들도 블랙홀에 대해 안다. 많은 행사에서나 연수에서도 블랙홀이란 것에 대하여 많은 사람들은 민감한 반응들을 보이셨다.(블랙홀은 가장 관심을 가지고 반응이 좋은 주제이긴하다.) 하지만 가끔 책에서 읽었는지 어디서 들었을지 모르겠지만 대부분 잘못 알고 있는 것들이 많았다. 꼭 여기서 이야기하는 것이 정답이라는 것이 아니지만 꼭 몇가지 오해는 풀어야하기에 이글을 쓴다.
위의 격동적인 현상을 우리는 눈으로 직접 관찰은 불가능하다. 모두들 알고 있지만 이런 사진은 다 사진이 아니라 그림이다. 그 이유는 우리의 눈은 빛의 일정영역(가시광선)밖에 보지 못하여 직접 관측은 불가능하다(만일 관측 가능하다면 말이다.). 하지만 우리는 직접 보지도 만지지도 못하지만 우리는 과학적인 방법으로 우리는 알 수 있다. 이것이 천문학의 길이다. (이것이 천문학의 한계이며 애로사항이다.*)
블랙홀 그 이름의 한계?
대부분의 사람은 블랙홀이 진짜 구멍인줄 아는 사람이 대부분이다. 이름때문에 오해받는 가장 좋은 케이스다. (꼭 대학때 이해심이란 교수님이 계셨는데 정말 이해심이 없으셨다. ㅡ.ㅡ;;자세한 사건은 세미나에서 하는걸로!!) 블랙홀은 말그대로 검은 구멍이 아니다. 구멍은 절대 아니다. 거기엔 먼가가 있다.
아직 블랙홀이란 이론 자체가 딱 정형화된 법칙 보다는 다양한 이론들이 복합적으로 연구되어져 믿게된 정설에 가깝다. 이러한 이유로 해서 첨문학자들이 노벨상을 받기 힘든 이유가 된다.
이것이 *애로사항!! 실험으로 증명이 불가능하다는것이 정말 천문학이다. 하지만 얼마전 있었던 초대형 입자가속기에서 베이비 블랙홀**이 생길거라는 기사가 있었죠? 하지만 그속에선 블랙홀은 생기지 않았고 아직도 많은 데이터들을 분석중이다. 초기의 우주에서 일어날 현상들을 알기 위한 실험이었다.
(**베이비 블랙홀- 스티븐 호킹의 책에서 언급된 수업이 생겨나서 금방 증발해지는 작은 블랙홀 우주에 수없이 있다고 주장)
블랙홀의 모든 이미지도 허구이다.
우주에서 모든걸 삼키는 무서운 포식자?
블랙홀 모든 것을 빨아들이기만을 한다는 말은 틀린 말이라 할 수 있다. 그 예로 불랙홀은 이리저리 다니면서 주위의 모든 것들을 빨아 들리지 않고. 오히려 자기자리를 지키며 근처의 것들 아니면 지나가다 가까워지는 자기보다 가벼운 것들을 주로 서서히 빨아드린다. 자기보다 무거운(중력적으로) 별은 빨아 들일수도 없고 자기가 오히려 끌려 다니는 신세가 되기도 한다. 만일 큰별이 잡아먹히게되면 어린왕자의 보아뱀처럼 서서히 그별을 잠식하게 될태지만 그이유에 블랙홀은 어떻게 될지는 미지수이다. 그럼 더 큰 블랙홀이 될까?? 나의 생각은 그렇지 않다라고 생각한다.***
그리고 위 그림처럼 근처에 별이 있다면 전체가 끌려가는 것이 아니라 이중성의 라그랑지 포인트라는 중력적인 교차점이 사건(사상)의 지평선**** 이상으로 이끌리면 이끌린 힘의 양만큼 그 표면의 기체만 끌려들어간다. 중력의 힘으로... 그러나 특이한 둘의 관계는 곳 다르게 변한다. 갑과 을의 변화정도로 이해하시면 된다. ^^
그리고 이 이중성도 영원히 같이 있지는 않는 것이다. 혹시나 지나가다 더 큰 별이 있으면 블랙홀은 그 큰 별의 중력에 이끌려 작은 걸 버리고 큰 별을 따라갈 수도 있다. 마치 어린 아이가 더 큰 사탕을 탐내하는 것 같이 말이다.
이렇게 주절주절 블랙홀에 대해 이야기 하지만 우리는 아직 블랙홀에 대해 아는 것보다 모르는 것이 더 많다. 증발하는 블랙홀? 호킹복사? 은하의 병합과 블핵홀과의 관계***** 등 아직 미해결 되가나 어렴풋이 알고 있는 것들이 그래서 아직 많이 연구할 대상이고 더 파고 들어가야 할 학문이다. 하지만 블랙홀은 오해의 시작일 뿐이다. 블랙홀을 아직 구멍 이라고 생각 하고있다면 다음 글의 화이트홀에 대하여 본다면 그나마 쉽게 이해가 갈 것이다.
위 그림을 처음 봤을때 나도 이것이 무엇인지 못 알아봤다.(뭐지??) 하지만 블로그에 화이트홀의 이미지라고 분명히 적혀있는걸 보고 나서야 이것이 내가 찾고 있는 화이트홀이란 것을 알게 되었다.
화이트홀??
난 몇 년 전부터 화이트홀이란 것을 완전 부정하고 있기 때문에 그냥 별 의미를 두지 않는다.
필자가 그것이 없다고 믿는 이유는 이 화이트홀의 탄생 비화이다. 처음 블랙홀이란 것이 알려 졌을 무렵 블랙홀이란 것은 이름 자체만으로도 오해의 소지가 무척 컸다. 홀이란 것은 구멍이란 표현으로 이것의 원리에 대하여 잘 알지 못 하였던 일반인들에게 오해하기 쉽게 이름 지어 졌다. 하지만 이 흥미로운 현상은 검은 구멍이라는 그 이름으로 많은 사람들에게 동경의 대상, 상상의 대상의 대표주자가 되어 천문학이 더 가까워보이게 하는 데는 이바지하였다. 하지만 그 구멍이란 이미지로 인하여 큰 오해가 생겼는데 그 것이 바로 화이트홀인 것이다.
화이트홀은 무엇이든 빨아 당기는 블랙홀의 반대되는 계념으로 모든 것을 분출하는 것으로 그저 의미상 반대의 이미지로 그 유명세가 컸는데 그런 흑백적 논리로 인하여 아직까지도 많은 사람들이 화이트홀의 존재를 믿고 있다. 하지만 진실은 화이트홀은 의미상 위와 같이 블랙홀의 반대 개념으로 또 하나는 우리가 과학을 이용할 때 쓰는 수학적 개념으로 그 의미는 그래프상 블랙홀 이후의 음수부분을 나타낸다. 그것이 화이트홀이 블랙홀이란 이름때문에 생겨난 오해이다.
잘못된 개념들 에서탄생한 새로운 개념
이러한 화이트홀이란 이미지는 그저 수학상 문제로 치부되어 현재는 거의 모든 학자들은 그 존재의 가치를 크게 의미 가지지 않는다. 하지만 현재 위의 두홀과 더불어 논쟁이 되어오는 웜홀은 화이트홀과는 사정이 다르다.
웜홀이란 것은 위의 이미지에서 보듯 블랙홀과 화이트홀의 경계(서로가 붙어있어 블랙홀로 빨려 들어가면 화이트홀로 나온다는 개념)부분, 다시말해 두 홀을 이어주는 가교와도 같은 의미를 가지고 태어났다. 하지만 현재 화이트홀의 의미가 퇴색된 지금 웜홀도 같이 퇴색되었어야했다. 그러나 현재 웜홀은 그 본래의 의미를 뛰어넘어 차원과 차원, 공간과 공간을 연결해주는 의미로 확대 되었으며 많은 시간 여행들의 필수 덕목이 되었다. 현재 수학적으로도 증명되어 거대 초신성 폭발등 급격한 에너지의 변화로 인한 현상으로 생겨날 가능성이 있다고 한다.******
위의 두 그림에서 보듯 웜홀은 공간과 공간을 뛰어넘는 시공간의 지름길로 여겨지며 영화 ‘컨텍트’에선 과장되나마 존재에 대해서 언급되고 있다. 그리고 만은 외국 드라마나 영화에서는 웜홀로 다른 세계(주로 평행 우주론에서 생각하는 또 다른 세상)를 오고갈 수 있는 것으로 여겨진다.
하지만 시공간의 이동에 대해서는 아직 풀어야 할 숙제가 많다.
특히 시간의 이동으로 일어나는 역설, 그리고 공간이동에서의 정보의 유실은 열역학 법칙에 위배되며 실제 인간의 이동이 불가능하다 생각하는 것은 종교에서 말하는 영혼과 비슷한 것으로 이동한 나는 또 다른 세상에 내가 존재하는 것으로 그때의 내가 과연 나일까 하는 물음이다.
이러한 숙제는 아직 논쟁이 되어 지고 있다. 수학의 한계라는 것도 있겠지만 이 넓은 우주의 변방의 별 태양을 돌고 있는 작은 지구의 미천한 이 피조물들이 어찌 우주에 대해서 다 알 수 있을까?
중력이란 무엇일까?? (2013년 KGB 연작1 -서론)
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