블랙홀에 관한 이야기

블랙홀에 관한 이야기

이제 우리가 우주의 중력과 곡률에 대해 배운 것을 우리가 시작했던 질문에 적용해보죠. 매우 거대한 별에서 붕괴되는 핵입니다. 우리는 핵의 질량이 약 3MSun보다 크면, 그 어떤 것도 핵이 영원히 붕괴되는 것을 막을 수 없다는 이론에 주목했다. 우리는 이 상황을 두 가지 관점에서 살펴볼 것이다. 첫째, 아인슈타인 이전의 관점에서 그리고 둘째, 일반 상대성을 사용한다.성찰 실험부터 시작합시다. 우리는 서로 다른 물체의 중력을 피하기 위해 어떤 속도가 필요한지 알고 싶습니다. 로켓은 지구 중력의 유혹에서 벗어나기 위해 지구 표면에서 매우 빠른 속도로 발사되어야 한다. 실제로 초속 11km 이하의 속도로 공중에 투사되는 로켓, 공, 천문학 책 등 모든 물체는 곧 지구 표면으로 되돌아갈 것이다. 이 누출 속도보다 더 빠른 속도로 발사된 물체만 지구로부터 멀어질 수 있습니다.

태양 표면으로부터의 누설 속도는 초당 618 킬로미터로 훨씬 더 높다. 이제 우리가 태양을 지름이 줄어들도록 강요하면서 압축하기 시작한다고 상상해 봅시다. 중력의 매력은 당신을 끌어당기는 질량과 그 질량의 무게 중심으로부터 얼마나 멀리 떨어져 있느냐에 달려있다는 것을 기억하세요. 만약 태양이 압축된다면, 그것의 질량은 그대로 유지되겠지만, 태양 표면의 한 지점과 중심 사이의 거리는 점점 줄어들 것이다. 따라서, 별을 압축함으로써, 어떤 물체의 중력이 점점 더 좁아지는 표면으로 끌어당겨지게 된다.태양이 중성자별 지름(약 20km)에 도달하면 중력을 탈출하는 데 필요한 속도는 빛의 절반 정도가 된다. 우리가 태양을 점점 더 작은 직경으로 계속 압축한다고 가정하자. (우리는 이것이 전자의 퇴화, 즉 촘촘한 전자들 사이의 상호 반발로 인해 현실 세계에서 태양과 같은 별에게 일어날 수 없다는 것을 알았다; 그것은 단지 우리에게 빠른 "반사 실험"일 뿐이다.웃다)

 

블랙홀

결국 태양이 줄어들면 지표면 부근의 누수 속도가 빛의 속도를 초과할 것이다. 만약 여러분이 탈출하기 위해 필요한 속도가 우주에서 가능한 가장 빠른 속도보다 빠르다면, 빛조차 탈출할 수 없는 것은 아무것도 없습니다. 이런 누설속도를 가진 물체는 빛을 발하지 않으며 그 안에 떨어진 어떤 물체도 절대 되돌아올 수 없다.중력은 빛을 쏘지 않는다는 것을 명심하라. 물질의 농도는 구부러졌고 빛은 (이전 예에서 훈련된 개미처럼) 직선으로 가기 위해 최선을 다했지만, 이제 바깥으로 향하는 직선이 다시 굽은 길이 되는 세상에 직면했다. 붕괴하는 별은 이 시각에서 블랙홀인데, 왜냐하면 '아웃'이라는 개념 자체가 기하학적인 의미가 없기 때문이다. 그 별은 자신의 작은 우주주머니에 갇혀 탈출할 수 없는 자신을 발견했다.

별의 기하학은 이전 영상에서 누출 속도가 빛의 속도와 같아지는 정확한 순간에 우주의 나머지 부분과의 통신을 차단합니다. 현재 별의 크기는 우리가 사건 지평선이라고 부르는 표면을 정의합니다. 이것은 매우 서술적인 이름이다. 우리의 지평선 아래로 가라앉는 물체가 지구에서 볼 수 없는 것처럼, 사건의 지평선 안에서 일어나는 모든 일들이 더 이상 우주의 나머지 부분과 상호작용할 수 없다.우리가 설명한 것처럼 거대한 별의 표면에 착륙할 수 있을 만큼 충분히 우둔한 미래의 우주선을 상상해 보세요. 아마도 선장은 중력계량기에서 자고 있을 것이고, 선원들이 "알버트 아인슈타인"이라고 말하기 전에, 그는 사건 지평선 안에 있는 별과 함께 쓰러졌다. 그들은 광적으로 대피용 포셀을 밖으로 직접 보낸다. 하지만 바깥으로 가는 길은 뒤틀려 안쪽으로 가는 길이 되고, 포셀은 뒤틀려 블랙홀의 중앙으로 떨어진다. 그들은 사랑하는 사람들에게 무선 메시지를 보내고 작별 인사를 합니다. 그러나 빛과 같은 전파는 시간 공간을 통과해야 하고, 곡선 공간 시간은 밖으로 나가는 것을 허용하지 않는다. 그들의 마지막 메시지는 들리지 않는다. 이벤트 지평선 내의 이벤트는 다시는 외부 이벤트에 영향을 줄 수 없습니다.블랙홀에 관한 현대 민속학의 많은 부분은 오해의 소지가 있다. 여러분은 블랙홀이 사물의 중력을 흡수하는 역할을 한다고 들어보셨을지도 모릅니다.