통! 튕겨져 나쁘지않아 볼까요

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우주는 넓고, 그 안에는 우리가 상상도 못했던 것들이 있습니다. 그 중에서 특히 사람들의 심리를 사로잡는 것은 즉석 블랙홀의 존재일 것입니다. 블랙홀이라는 단어는 당신만 유명하고 과학을 잘 모르는 사람들도 한번쯤 들어봤을 것입니다. 과학자들에게도 블랙홀은 우주의 신비를 대표하는 매력적인 천체입니다. 그렇기 때문에 그 신비를 탐구할 때마다 놀라운 것이 발견됩니다.

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블랙홀을 상상했을 때, 평범하게 떠오르는 기이지는 주변의 모든 것을 삼키는 모습이다. 어두운 바다에서 웅크리고 있는 심해어처럼 블랙홀도 우주 어딘가에서 자리를 지키고 주변의 별이나 행성을 먹고 있는 것 같은데요. 그런데 만약 블랙홀이 움직이면 어떨까요? 그것도 굉장히 빠른 속도로 은하 속을 질주하고 있다면? 지금 소개할 "예기"는 어쩌면 살아있는 생물같은 면모를 지닌 블랙홀의 새로운 모습이다. 이 블랙홀의 행동이 최초로 관측된 다음, 영어로 "Recoiling Black hole"이라는 이름이 붙었는데요. 이것은 "튕겨내는 블랙홀"로 해석할 수 있습니다.

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블랙홀의 개념은 매우 자신에게 큰 질량을 가진 천체가 막강한 중력으로 빛조차도 탈출하지 못하게 하는 상상에서 비롯되고 있습니다. 빛이 자신에게 오지 못하기 때문에 블랙홀이라는 이름이 붙여진 것입니다. 그러자 그 당시에 빛은 질량이 없다고 의견이 나왔고, 중력은 질량이 있는 물체끼리의 상호작용으로서 알려져 있었기 때문에 질량이 없는 빛은 블랙 호러로 빨려 들어갈 수 없다는 의견이 힘을 얻었습니다. 그렇게 블랙 홀의 존재를 두고 수많은 논쟁이 1어( 슴니다.고런 그이츄은 아인슈타인의 1반 상대성 이론을 통해서 반전합니다. 1반 상대성 이론은 중력이 시공간을 휘게 만든다는 근대적인 이해를 초래하고 결국 빛도 중력의 영향을 받는다는 사챠무에 이어짔 슴니다. 즉, 빛마저도 강력한 중력에 의해 빠져, 자신에게 돌아갈 수 없다는 "블랙홀"이라는 존재의 전망을 높여준 것입니다. 그 때문에 문제는 관측이었습니다.

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블랙홀은 빛이 나지 않기 때문에 직접 관측이 불가능합니다. 그렇다면 블랙홀의 존재를 유추할 수 있는 간접적인 물증을 찾아야 합니다. 그 단서는 블랙홀이 엄청난 중력으로 빨아들이고 있는 "물질"에서 나왔습니다. 물질이 빨려 들어갈 때 나오는 X-ray, 감마 ray와 같은 에너지 히지를 관측하는 것입니다. 그리고, 백조자리 X-일이라는 천체가 내뿜는 특이한 X선을 발견했고, 이 X선이 블랙홀이 주변 물질을 흡입할 때 생기는 에너지 히지일 것으로 추측되었다. 이를 두고 스티븐 호킹과 킵 손박사가 내기를 한 에피소드가 전해집니다. 스티븐 호킹은 백조자리 X-일이 블랙홀이 아니라는 분에게 킵의 손은 맞다는 쪽에 걸었습니다. 결과는 킵슨의 승리였습니다. 이 후 X선 망원경을 만들어 보다 정교한 블랙홀 물증을 포착할 수 있게 되었습니다.

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아인슈타인의 일반 상대성이론이 블랙홀의 존재를 지지한 것과 함께, 블랙홀은 일반 상대성이론에서 중요한 '*중력파' 검증에 결정적인 역할을 했습니다. 중력은 그 자신을 포함한 자연계에 존재하는 4가지 힘, 전자 기력, 강력, 약력으로 가장 약한 힘을 갖고 있었고 이것을 측정하기가 매우 어렵슴니다. 중력파를 검출하기 위해서는 블랙홀과 함께 매우 큰 중력을 지닌 물체가 빠른 속도로 움직이면서 시공간을 왜곡해야 할 것입니다. 약혼 이야기 2개의 블랙 홀이 서로를 돌며 빠르게 춤추고 합체하는 그 순간에 생기는 시공간의 변형을 포착, 중력파 검출에 성공했습니다. *중력파란? 중력파의 존재는 일반 상대성이론의 타당성을 검증하는 가장 중요한 요소 중 하나가 아닙니다. 여러 과학자에 의해 일반 상대성 이론이 점차 검증되고 시공간의 뒤틀림에 의해 생성되는 중력파의 검증만이 남아 있었습니다. 그리고 20일 7년 마침내 중력파를 검출하는 데 성공하고 중력이 시공간을 휘어지는 힘이라는 사실을 분 이명희 입증하는 슴니다.

중력파는 블랙홀의 운명을 바꾸기도 한다. 멀리 떨어져 있는 두 블랙홀은 서서히 서로를 돌고, 서서히 다가가다 보면 그 회전이 점점 빨라져 갑니다. 중력파의 세기도 증가하게 됩니다. 그런데 만약 중력파의 세기가 하나의 블랙홀을 날려버릴 정도가 된다면, 통! 하고 튕겨져나가 나쁘지 않고 은하 속을 질주하는 블랙홀이 될 것입니다. 은하 속에는 태양질량의 약 백만배~십억배가 넘는 초거대 블랙홀(Supermassive Blackhole, SMBH)이 존재하고 있다고 알려져 있습니다. 초거대 블랙홀 주위에는 작은 블랙홀이 돌고 있는데 이 작은 블랙홀이 초거대 블랙홀을 돌면서 발생하는 중력파는 작은 블랙홀을 튕겨나가고 나쁘지 않은 곳을 만들기도 한다. 작은 블랙홀이 이 초대대 블랙홀로 서서히 빨려 들어가다가 구사일생으로 살아난 것입니다. 이렇게 살아난 블랙 홀은 초속 1000km/s이상의 매우 빠른 속도로 은하계 밖으로 나가고 납니다.

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블랙 홀이 빗나가고 잃을까 달리는 동안 어느 1이 발생하게 될까요? 혹시시 은하계 속에도 블랙 홀이 빗나가고 자신의 1이 있었을까요? 그것이 은하의 역사 속에 어떤 영향을 주었을까요? 혹시 요즘 어떤 무서운 블랙홀이 태양계를 향해 날아오지 않을까요?우리에게 끝없이 새롭게 질문을 던져 상상을 초월할 정도로 넓힐 수 있는 것을 도와주는 블랙홀! 블랙홀이 존재가 상상력에서 시작해 많은 것을 밝혔듯이, 블랙홀에 대한 상상을 하면 펼칠수록 더욱 놀라운 우주의 신비가 밝혀질 것을 기대하고 있습니다.

[참고 사이트]http://www.astronomy.com/news/20하나 7/05/chandra-spots-a-recoiling-black-hole[힘], 연세대 천문 우주 학과 석사 과정이 무현 한

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