블랙홀의 탄생은 우주 과학자 / 아이작 뉴턴 / 스티븐 호킹 (Stephen Hawking)이 묘사 한 것처럼 거대한 별의 끝 또는 별 조각의 충돌을 동반하며, 질량에 비례하는 사건의 지평선의 어두운 영역은 끝없는 물질 강착 원반의 팽창입니다. 광활한 우주 속에서 중력과 시간은 우리가 평소에 상상하는 것과는 전혀 다르게 작용하기 때문에 이 우주 여행이 어떻게 끝날지 살펴보도록 하겠습니다.

우선, 블랙홀 내부의 비밀은 정확히 무엇일까?

중력은 우리에게 어떤 작용을 합니까? 왜 존재합니까?

모든 질문에 대한 답을 밝힐 수 있는지 확인하기 위해 처음부터 시작하겠습니다.

우선, 우리가 이 우주에 존재하고 외부의 힘에 영향을 받지 않는 한, 우리는 모두 "자유롭다"는 것을 깨달아야 합니다. 나는 법이나 인권의 의미에서의 자유가 아니라, 외부의 힘으로부터의 자유를 말하는 것이다. 당신이 우주를 떠다니는 우주 비행사라고 상상해 보십시오: 땅의 지지대도 없고, 공기 분자의 마찰도 없고, 기댈 의자도 없고, 다른 사람들과의 접촉 없이 우리는 우주에서 자유롭습니다. 우리는 일반적으로 그렇게 생각하지 않지만, 그것은 또한 우리가 중력의 자비에 달려 있다는 것을 의미합니다.

물론, 우리가 느끼지 못할 수도 있지만, 중력은 항상 우리를 끌어당기고 있습니다. 우리가 지구 표면에서 느끼는 힘이 중력이라고 생각하십니까? 설마. 우리가 느끼는 것은 의자, 땅 또는 우리 몸을 지탱하는 비행기와 같이 중력과 균형을 이룬 힘입니다. 이러한 힘을 무시할 때 중력은 자유낙하 시 순간적으로 무중력 상태에 빠지는 것과 비슷하거나 중력의 영향만 받는 상태로 설명할 수 있습니다.

그러나 우주의 모든 구석에는 양질의 물체(질량)가 있습니다. 이것은 지구와 태양에 대해 사실이며, 이것은 우주의 모든 행성과 성운에 사실입니다. 우리의 상상력을 사용하여 우주는 평평한 격자가 아니라 질량의 존재에 의해 왜곡됩니다. 우주를 가로지르는 우리의 여정은 왜곡된 공간에 의해 결정될 것입니다.

원래 평평한 3차원 공간은 질량 분포에 의해 구부러집니다. 일반 상대성 이론에 따르면, 우리는 공간과 시간을 연속적인 것으로 간주하며, 질량뿐만 아니라 모든 형태의 에너지가 시공간의 곡률을 유발합니다.

중력은 질량(및 에너지)의 존재와 그 공간에 존재하는 다른 물체(예: 우리)에 미치는 영향으로 인한 공간의 곡률입니다. 이 개념은 고정되어 있지 않습니다. 질량이 공간에서 이동함에 따라 공간의 구조가 바뀝니다. 지구가 태양 주위를 공전함에 따라 공간의 왜곡 정도가 변합니다. 태양이 은하수 주위를 이동함에 따라 공간의 곡률도 변합니다. 별이 생성되고, 활동하고, 폭발하고, 죽어감에 따라 공간의 구조는 끊임없이 변화하고 있습니다.

그것은 우주의 춤의 일부이자 중력 이야기의 일부입니다. 공간의 구조는 질량의 이동과 변화, 우주의 팽창 등 우주에서 일어나는 일련의 움직임과 함께 끊임없이 변화하고 있습니다. 중력은 마치 우리가 자유 낙하하는 것처럼 항상 실재하며 끊임없이 모든 사람을 끌어당깁니다.

우리가 올바른 위치에서 올바른 속도와 방향으로 움직인다면, 우리는 우주의 어떤 질량도 주위로 안정적인 궤도를 형성할 수 있다. 그러나 조심하지 않으면 우리가 감싸려고 하는 덩어리에 빠지게 될 것입니다. 로켓은 충분히 빨리 발사되지 않고 지구로 떨어질 것입니다. 행성의 궤도 속도를 줄이면 행성은 태양 쪽으로 떨어질 것입니다. 그리고 그 궤도를 도는 별의 속도를 늦춤으로써, 그 별은 은하의 중심에 충돌한다. 극단적인 경우, 궤도 운동이 어긋나면 블랙홀 속으로 빨려 들어갈 수도 있습니다. 블랙홀은 질량의 극치로, 엄청난 밀도, 무한한 질량, 그리고 한 번 들어가면 빠져나갈 수 없는 작은 부피를 가진 블랙홀입니다. 빛의 속도, 우주 속도의 한계조차도 벗어날 수 없다.

블랙홀의 사건의 지평선 너머에는 극도로 왜곡된 시공간이 있습니다. 질량에 가까워질수록 공간이 더 왜곡되어 결국 빛조차 빠져나갈 수 없는 영역, 즉 사건의 지평선이 생깁니다.

블랙홀의 사건의 지평선에 접근하면서 우리는 몇 가지 왜곡된 사건을 경험하고, 일단 그것을 건너면 상황은 더 나빠질 뿐입니다. 그러므로, 일단 그 보이지 않는 장벽을 뚫고 나오게 되면, 우리는 결코 벗어날 수 없을 것입니다.

블랙홀에서 멀어질 때, 공간의 구조가 덜 왜곡된다. 사실, 블랙홀에서 멀어질 때, 블랙홀의 중력은 중성자별, 일반별 또는 가스 구름과 비교했을 때 다른 질량과 다르지 않습니다. 멀리서 보면, 우리는 질량의 성질이나 분포가 아니라 질량의 존재가 시공간의 왜곡에 책임이 있다고 추측할 수 있을 뿐이다. 블랙홀의 위치를 대체하는 데 사용되는 것이 무엇이든 우리는 자유 낙하를 할 것입니다. 그러나 블랙홀이 존재했을 때와는 달라 보인다.

은하수를 배경으로 한 블랙홀의 윤곽은 무엇입니까? 사건의 지평선은 어떤 빛도 빠져나갈 수 없는 어둠의 영역입니다.

블랙홀과의 거리가 짧아짐에 따라, 우리는 우리 몸을 끌어당기는 힘을 느낄 것이다. 만약 우리의 발이 머리보다 사건의 지평선에 더 가까우면, 우리는 머리부터 발끝까지 늘어나는 것을 느낄 것이고 우리 몸의 측면이 압박될 것이다. 이것들은 조석력, 즉 지구의 바다가 조수까지 상승하게 하는 힘입니다. 그러나 블랙홀의 조석력은 훨씬 더 강하고, 가까이 갈수록 조석력에 의한 장력과 압축이 더 심해진다. 그것은 우리가 스파게티 스틱이 될 때까지 우리를 가늘고 길게 잡아당깁니다. 과학자들은 물체가 블랙홀에 떨어질 때 어떤 일이 일어나는지 설명하기 위해 매우 흥미로운 단어를 사용합니다 – 스파게티!

비록 우리가 완벽한 구체로 시작한다 하더라도, 우리는 블랙홀을 향해 이동함에 따라 그것에 수직인 방향으로 길쭉하고 압축되어 있다. 물체 중심의 힘은 평형력과 비슷하지만 중심에서 멀리 떨어진 다른 지점은 다른 힘을 경험하게 됩니다. 이것이 "스파게티"의 결과입니다.

우리는 멋진 쇼를 목격 할 것입니다. 멀리서 보면 우리는 마치 이 질량이 주변의 모든 빛을 왜곡하는 거대한 우주 렌즈를 제공하는 것처럼 주변의 공간적 왜곡만 알아차릴 수 있습니다. 그러나 튼튼한 우주선을 타고 만전의 준비를 하고 여행할 때, 우리는 블랙홀에 가까워짐에 따라 몇 가지 이상한 현상을 목격하게 될 것입니다. 블랙홀로부터의 거리를 절반으로 줄였을 때, 블랙홀의 각지름은 두 배 이상 증가한 것처럼 보였다. 거리를 다시 절반으로 줄였을 때, 각도 직경은 다시 커졌습니다: 그것은 원래의 4배 이상이 되었습니다.

우리가 알고 있는 다른 천체와 달리 우주는 놀라운 곡률을 가지고 있으며, 이 놀라운 시공간 곡률로 인해 블랙홀은 우리가 예상했던 것보다 훨씬 빠르게 성장하는 것처럼 보입니다.

일반 상대성 이론에서는 힘이 공간을 늘리고 왜곡시킬 수 있으며, 블랙홀 뒤의 빛은 그 주위를 구부리면서 블랙홀의 사건의 지평선을 반영하는 거대한 어두운 원반을 남깁니다.

요컨대, 질량은 시공간을 왜곡하지만, 블랙홀과 같은 초거대 물체에 가까워질수록 공간의 곡률이 증가하고, 조석력과 '스파게티' 효과가 더 두드러지며, 블랙홀 주변에서 방출되는 빛은 더 휘어진다. 실제 물리적 크기와 비교했을 때, 사건의 지평선은 훨씬 더 크게 보인다. 우주적 맥락에서 멀리 있는 별의 위치는 격렬하게 왜곡되고 사건의 지평선이 우리의 전체 시야를 지배하기 시작할 것입니다.

우리가 블랙홀에 빠지거나 단순히 사건의 지평선에 접근하면 그 크기와 규모가 실제보다 훨씬 더 크게 보인다. 외부 관찰자의 경우, 우리가 블랙홀에 들어갈 때, 우리의 정보는 사건의 지평선에 각인된다. 블랙홀이 증발함에 따라 이 정보의 결과가 어떻게 될지는 불분명하다.

사건의 지평선에 점점 더 가까워질수록 우리 눈앞의 모든 것을 채우는 것 같습니다. 일단 그 선을 넘으면 우리의 운명은 결정된다. 중앙의 특이점을 제외하면, 우리가 다른 곳으로 이동할 수 있는 에너지가 별로 남아 있지 않다. 특이점에서, 우리는 몇 초 만에 아원자 입자로 부서집니다.

아닙니다, 우리는 여전히 구원받을 수 있습니다!

우리가 사건의 지평선을 넘지 않는 한, 우리에게는 여전히 탈출할 기회가 있습니다. 우리가 충분한 가속도를 제공하고 사건의 지평선에서 멀어지는 한, 우리는 블랙홀의 중력에서 벗어나 블랙홀에서 벗어나 거의 평평하지 않은 시공간으로 돌아갈 수 있습니다. 중력 센서는 어두운 중심 방향으로 명확한 하강 구배가 있고 반대 방향에서는 별빛이 여전히 밝다고 알려줍니다.

이 시나리오는 거의 확실합니다. 우리가 블랙홀에 삼켜지듯이, 별들의 광채는 이상한 색을 띠게 될 것이다. 시공간에 대한 중력의 가소성이 더욱 강화되어 망막에 떨어지는 방사선파가 빨라져 더 선명한 파란색이 됩니다. 사건의 지평선의 경계에 더 가까이 다가가면 별빛이 시야의 작은 점으로 수렴하고 중력이 빨간색으로 이동함에 따라 점차 짙은 파란색으로 변하는 것을 목격할 수 있습니다. 그것이 사건의 지평선에 닿는 순간, 빛의 점의 색깔이 빨간색에서 보라색으로, 그리고 보라색에서 흰색으로 바뀌었다. 이것은 우리가 블랙홀에 빠지기 전에 마지막으로 볼 수 있는 것으로, 우주의 마이크로파 배경과 전파 대역의 방사선이 우리의 육안으로 볼 수 있는 빛으로 변환되는 것입니다.

그런 다음...... 어둡고 텅 비어 있었다. 사건의 지평선 뒤에서는 우주의 모든 빛이 우리 우주선에 도달하는 것을 막고 있습니다. 항공기의 엔진을 시동시키려는 시도는 헛수고이며, 아무리 고군분투해도 운명적인 운명을 바꿀 수 없습니다. 우리가 보는 것은 환상이다: 우리가 어디를 가든, 특이점은 우리 눈앞에서 기다리고 있는 것처럼 보인다.

이 극도로 왜곡된 평면은 너무 이상해서 우리는 실제로 특이점을 볼 수 없습니다. 사실, 주변의 빛은 우리와 함께 블랙홀에 삼켜지고, 우리 앞의 사건의 지평선을 통과하여 우리와 어렴풋한 관계를 유지하고 있습니다.

우리가 블랙홀의 사건의 지평선을 가로지르는 순간부터 우리는 단 몇 초 만에 작은 조각으로 압축될 수 있습니다. 그러나 가장 큰 블랙홀에는 다른 지역, 즉 화이트홀, 다른 우주 또는 우리가 상상할 수 없는 새로운 세계, 즉 사건의 지평선에 가려진 통로가 있을 수 있습니다. 현재로서는 외부 블랙홀로부터 어떤 정보도 얻을 수 없으며, 과학적 이론에만 의존할 수 있다.

그럼에도 불구하고, 블랙홀에 빠지는 것에 대한 환상을 갖지 않는 것이 가장 좋은데, 가장 가능성이 높은 결과는 산산조각이 나거나 극도로 압축되는 것이기 때문입니다. 그러나 블랙홀에 들어가면 블랙홀의 진짜 얼굴을 밝힐 수 있는 유일한 사람이 되며, 블랙홀의 비밀을 밝히는 첫 번째 탐험가가 됩니다. 그러나 이런 종류의 일은 당신이 기대하는 것과 다를 수 있으며, 이러한 회피는 현명한 결정일 수 있습니다. 그러나 이 광활한 우주에서 미지의 세계를 가장 먼저 발견하고자 한다면 탐험의 위험을 감수할 만큼 용감해야 합니다.