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블랙홀
Black Hole
블랙홀은 중력이 너무 커서 심지어 빛조차도 빠져나갈 수 없는 천체를 말한다.
블랙홀은 1789년 영국의 존 미첼, 프랑스의 수학자 라플라스 등이 처음으로 생각해 낸 것으로 오랫동안 이론상으로만 존재해 왔다.
그러다가 아인슈타인의 일반상대성이론에 의해 이론적으로 입증되었으며, 인공위성에서 찍은 X선 망원경으로 백조자리에 있는 시그너스 X-1이라는 블랙홀이 발견되면서 블랙홀의 존재가 확실해졌다.
우리가 별이나 은하를 볼 수 있는 것은 그 별(은하)에서 빛이 나오기 때문인데 블랙홀은 빛이 나오지 못하므로 결코 볼 수 없다. 따라서 육안으로 식별할 수 없기 때문에 블랙홀의 존재를 확인하는 방법은 관측이 아닌 다른 방법에 의해서 이루어진다.
블랙홀 근처에 어떤 별이 있다면 이 별에서 방출되는 기체가 블랙홀로 끌려들어가면서 X선이 방출된다. 별이 보이지 않는 우주 공간에서 X선이 방출되고 있는 것이 전파망원경으로 확인되면 블랙홀이 있는 위치를 알 수 있다. 또 블랙홀 반대편에 있는 별빛이 블랙홀 근처를 지날 때에는 그 빛이 휘어서 우리 눈에 도달하므로 블랙홀의 위치를 알 수 있다.

■ 블랙홀의 생성과정
과학자들에 의하면 블랙홀은 다음과 같이 두가지 과정에 의해서 생성된다.
첫째, 블랙홀은 질량이 매우 큰 별의 진화 마지막 단계에서 만들어질 수 있다.
별의 진화과정에서 작은 별은 마지막에 \'백색왜성\'이라는 최후 진화 단계를 거치지만, 태양보다 8배 이상 무거운 별은 \'적색 초거성\'이 되며, 초신성 폭발을 일으켜 \'중성자별\'로 남는다. 폭발 과정에서 많은 먼지를 우주에 뿌리며, 여기서 다시 새로운 별이 탄생한다.
중성자별은 밀도가 물의 1천14배에 이르는데, 이중 밀도가 무한대에 가까운 것을 \'블랙홀\'이라고 한다.
이러한 별들은 \'특이점(singularity)\'이라고 하는 부피가 0이고 밀도가 무한대인 한 점으로 압축된다. 특이점은 블랙홀의 중심을 이루고 있으며 \'사건의 지평선(Event horizon)\'이라는 블랙홀의 표면으로 가려져 있다. \'사건의 지평선\' 안에서는 탈출속도(천체의 중력장에서 벗어나기 위한 물체의 속도)가 빛의 속도보다 커서 빛조차 우주공간으로 벗어날 수 없다.
둘째, 이처럼 별의 마지막 단계에서 생긴 블랙홀 외에 \'원시 블랙홀\'이라는 것이 있는데, 이는 약 150억 년 전 우주가 대폭발(Big Bang)에 의해서 창조될 때 물질이 크고 작은 덩어리로 뭉쳐져서 블랙 홀이 무수히 생겨난 것이다.
원시 블랙홀은 물질이 자체 중력으로 붕괴해 블랙홀이 되기에는 질량이 모자라지만, 우주 탄생 초기에 우주 전체의 압력이 매우 커서 높은 밀도로 압축돼 많이 탄생한 것으로 믿어지고 있다.

■ 화이트홀/ 웜홀
한편 상대성 이론에서는 블랙홀처럼 끌어들이기만 하는 세계가 있으면, 반드시 물질이 그 내부로는 절대 들어갈 수 없는 내뿜기만 하는 세계인 \'화이트홀(white hole)\'이 존재한다고 한다. 그러나 화이트홀이 어떻게 형성되는가 하는 메커니즘에 대해서는 전혀 아는 바가 없다.
블랙홀의 명명자 휠러(J.A.Wheeler)는 블랙홀과 화이트홀의 사건의 지평면 내부를 잘라내고 그 나머지를 연결시키면 어떻게 되는 가를 생각했다.
이렇게 하면, 블랙홀에 흡입된 물질은 화이트홀에서 방출된다. 이때 블랙홀의 흡입구가 있는 세계와 화이트홀의 방출구가 있는 세계는 전혀 다른 세계이다. 이 두 세계를 연결하는 통로를 휠러는 \'웜홀(worm hole)\'이라 명명했다.
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