블랙홀 내부에서는 무슨 일이 일어나고 있을까요?
블랙홀은 우주에서 가장 신비로운 천체 중 하나로, 일반적인 물리 법칙이 붕괴됩니다. 큰 별이 중력에 의해 파괴될 때 형성되며 중력이 너무 강하여 빛조차 빠져나올 수 없는 우주 지점에서 생성됩니다. 하지만 블랙홀 내부에서는 실제로 무슨 일이 일어나고 있을까요? 그 해답은 블랙홀의 중심부, 사건의 지평선, 특이점, 공간과 시간에 대한 이상한 영향을 탐구해야 한다는 것입니다.
사건의 지평선 - 돌아가지 않는 지점
사건의 지평선은 흔히 "돌아오지 않는 지점"이라고 불리는 블랙홀의 바깥쪽 경계입니다. 그리고 블랙홀을 넘으면 탈출할 수 없습니다. 우주에서 가장 빠른 빛도 탈출할 수 없습니다. 외부 관찰자의 관점에서 보면 블랙홀 쪽으로 떨어지면 사건의 지평선에 가까워질수록 속도가 느려지는 것 같습니다. 시간이 얼어붙는 것 같습니다. 이는 거대한 물체 근처에서 천천히 움직이는 시간 확장이라는 현상 때문입니다.
하지만 개인적인 관점에서 볼 때 시간은 정상적으로 흐르는 것 같습니다. 사건의 지평선 너머에는 특별한 것을 발견할 수 없지만, 그러면 운명이 결정될 것입니다. 블랙홀의 중심부에 더 가까이 다가갈 수 있도록 저는 그곳으로 끌려 들어갈 것입니다.
내부 호라이즌 이벤트
그리고 사건의 지평선에 접어들면 물리 법칙이 이상한 방식으로 활성화됩니다. 공간과 시간은 엄청나게 왜곡되고 모든 길은 블랙홀의 중심으로 이어집니다. 내부에서는 블랙홀의 엄청난 중력이 모든 것을 특이점, 즉 블랙홀의 집중된 질량을 가진 핵으로 끌어당깁니다.
독특함
특이점은 블랙홀의 질량이 극도로 작은 공간으로 으깨지는 한 점인 블랙홀의 중심입니다. 여기서 중력은 무한하며, 우리가 알고 있는 것처럼 더 이상 공간과 시간이 없습니다. 물리학, 일반 상대성 이론 및 양자 역학에 대한 현재의 지식은 특이점에서 무슨 일이 일어나는지 알려주지 않습니다. 이것이 바로 우리의 일반 법칙이 파괴되는 지점입니다. 이것은 과학의 가장 큰 미스터리 중 하나입니다.
특이점 내에서 무슨 일이 일어나는지 볼 수는 없지만, 떨어지는 모든 것이 무한히 작은 블랙홀로 부서진다는 것을 알고 있습니다. 여기서는 모든 물질과 정보가 사라진 것으로 생각되지만, 이는 역설로 이어집니다. (즉, 이에 대해서는 나중에 논의하겠습니다.)
스파게티 - 연장용
특이점에 가까울 때 얻을 수 있는 가장 극적인 효과 중 하나는 쓰레기입니다. 중력의 견인력은 머리보다 발에서 훨씬 더 강하고 스파게티처럼 길고 가늘게 뻗어 있습니다. 그리고 특이점에 가까워질수록 팽창력은 너무 강해지고 더 많은 원자가 부서집니다. 그리고 이것은 빠르고 잔인할 것입니다. 특이점에 도달하기 훨씬 전에 찢어질 것입니다.
블랙홀 내부의 시간과 공간
블랙홀 내에서 시간과 공간은 매우 다르게 움직입니다. 사건의 지평선에 가까워질수록 외부 관찰자에 비해 속도가 느려집니다.
하지만 블랙홀 내부에서도 공간 자체는 왜곡됩니다. 일반적으로 우주는 우리에게 선택할 수 있는 많은 경로를 제공합니다. 그러나 사건의 지평선 내에서는 모든 도로가 특이점으로 연결되어 출구가 불가능합니다.
정보 역설: 블랙홀이 정보를 영원히 지울 수 있습니까?
블랙홀에 대한 가장 큰 의문 중 하나는 정보 역설입니다. 양자역학은 정보가 절대 완전히 파괴될 수 없다는 것입니다. 하지만 블랙홀에 무언가가 들어가면 블랙홀에 대한 모든 정보는 영원히 사라지는 것처럼 보입니다. 이것이 물리 법칙에 어떻게 부합할까요? 스티븐 호킹과 같은 과학자들은 블랙홀이 시간이 지남에 따라 수축하고 결국 증발하는 방사선(호킹 방사선이라고 함)을 천천히 방출한다고 제안합니다. 하지만 이 방사선이 블랙홀 내부에 무엇이 있는지에 대한 정보를 어떻게 전달할 수 있는지는 아직 명확하지 않습니다.
블랙홀은 다른 우주까지 갈까요?
일부 과학자들은 블랙홀이 우주의 다른 모든 부분과 우주의 다른 부분과도 연결될 수 있다고 가설을 세웠습니다. 블랙홀은 일종의 시공간 터널인 블랙홀을 통해 '화이트홀'과 연결될 수 있는 아이디어입니다. 화이트홀은 블랙홀의 반대말이며, 물질을 끌어당기는 대신 블랙홀을 방출합니다. 이 아이디어는 흥미롭지만 순전히 이론적인 것이며, 여전히 한 블랙홀이 다른 우주와 연결되어 있다는 증거는 없습니다.
결론
요컨대 블랙홀은 물리학의 정상적인 법칙이 붕괴되는 지점입니다. 사건의 지평선 안에서는 시간과 공간이 왜곡되고 모든 것이 특이점으로 끌려갑니다. 우리는 여전히 중심에서 무슨 일이 일어나고 있는지 이해하지 못하지만 블랙홀에 대한 연구는 우주에 대한 우리의 이해를 넓히고 도전합니다.