블랙홀은 무엇이며, 어떻게 형성되는지 과학적으로 알려주세요

Question

빛마저도 빨아들이는 것이 블랙홀이라고 알고 있는데 그런 블랙홀은 무엇이며 과학적으로 어떻게 형성되게 되어지는지 궁금합니다~!

튼튼한라마20 · Accepted Answer

블랙홀은 중력이 극도로 강한 영역에서 빛마저도 흡수해버리는 현상을 일으키는 천체입니다. 블랙홀은 매우 높은 질량을 가진 항성이 충돌이나 폭발로 인해 중심부에 남은 잔해들이 중력에 의해 더욱 밀도가 높아지면서 형성됩니다. 이런 중력은 일반적으로 뉴턴 중력이 아닌 상대성 이론의 중력을 따르게 됩니다.블랙홀은 일반적으로 사이즈에 따라서 분류됩니다. 소형 블랙홀은 태양질량의 몇 배 이하의 질량을 가지며, 대형 블랙홀은 태양질량의 몇 천배 이상의 질량을 가지게 됩니다.블랙홀은 그것의 무게가 중심부로 몰려든 상태로 인해 아주 강력한 중력장을 가지고 있습니다. 이러한 중력장은 주변의 모든 물체를 흡수하여 이것이 블랙홀 주변의 빛이 흡수되는 이유가 되며, 블랙홀의 경계를 형성하는 것을 사건 지평선이라고 합니다.블랙홀의 형성 과정은 복잡하지만, 주로 질량이 더 많은 물체가 다른 물체와 충돌하는 등의 과정을 통해 형성됩니다. 이후에는 블랙홀은 물체들을 흡수하여 그 크기가 점점 더 커지게 됩니다. 블랙홀의 무게는 물체의 질량이 쌓이는 것이므로 그 크기가 계속 커질수록 중력이 강해지는 특성이 있습니다.

아테나 · Answer

안녕하세요. 김태헌 과학전문가입니다.블랙홀은 표면적이 0인 점으로 무한히 수축하는 천체를 말한다. 특이점을 중심으로 사건의 지평선을 형성하다 보니 암흑의 구체로 보여서 블랙홀이라는 이름이 붙었다.펜로즈의 특이점 정리에 따르면 블랙홀은 중력으로 완전히 붕괴되어 크기가 0이고 밀도와 시공간의 곡률이 무한대가 된 천체이다. 특이점 정리의 반례는 발견된 적 없기에 오늘날에도 블랙홀은 잠정적으로는 크기가 0인 천체 취급을 받고 있다.

멋진크낙새45 · Answer

안녕하세요. 박재민 과학전문가입니다.블랙홀 생성은 매우 큰 질량을 가진 천체들이 중력의 영향으로 매우 작고 밀도가 무한히 큰 지점인 흡수구를 형성하는 과정을 말합니다. 이러한 질량은 보통 항성 진화 과정에서 발생하며, 대량의 별이 충돌하여 하나의 거대한 질량체가 형성되거나, 또는 핵융합 과정에서 대량의 빛을 방출하면서 질량을 잃은 별이 수축하여 블랙홀을 생성할 수도 있습니다.블랙홀 생성의 다른 가능성 중 하나는 초신성(Super Nova) 폭발입니다. 초신성은 매우 큰 에너지로 발생하는 일종의 폭발로, 이 때 대량의 물질이 밀집하여 블랙홀을 형성할 수도 있습니다.블랙홀은 우주에서 가장 강한 중력장을 가지고 있으며, 그 중력장에 의해 빛마저도 빠져나올 수 없습니다. 이러한 특성 때문에 블랙홀은 우주에서 가장 신비로운 천체 중 하나입니다.

똑똑한저어새12 · Answer

안녕하세요. 김재훈 과학전문가입니다.블랙홀은 중력이 극도로 강한 영역으로, 그 중앙에서는 빛도 포함한 모든 물체가 탈출할 수 없는 공간입니다. 이런 블랙홀은 대개 매우 높은 질량을 가진 물체들이 모여서 만들어집니다.우주 공간에서 물질이 작은 공간에 모이면, 그 곳의 중력이 점점 더욱 강해져서 물질을 계속해서 흡수하게 됩니다. 이 과정이 반복되면서 중심부에서는 중력이 극도로 강해져서 빛도 탈출할 수 없게 되는데, 이것이 블랙홀입니다. 블랙홀은 우주 공간에서 가장 강력하고 놀라운 물체 중 하나로, 그 크기와 질량이 매우 크기 때문에 물질과 에너지를 지배하고 우주에 대한 이론과 연구에서 중요한 역할을 합니다.

느긋한칼새269 · Answer

안녕하세요. 김학영 과학전문가입니다. 블랙홀(Black hole)은 중력이 너무 강력하여 탈출 속도가 궁극적으로 넘어선 지점인 사건 지평선(event horizon)을 가지고 있는 천체입니다. 이 사건 지평선 안쪽에는 중심부에 거대하고 무한히 작은 한 점, 즉 싱귤래리티(singularity)가 존재한다고 추정되고 있습니다.블랙홀은 매우 큰 질량을 가진 별이 그 질량에 의한 중력력으로 인해 충분히 무게 중심이 떨어지면서 형성됩니다. 이 과정에서 별 내부에서 일어나는 핵융합 반응이 멈추게 되면 별 내부의 중력이 더욱 강력해지면서 블랙홀이 형성됩니다.블랙홀의 중력은 너무 강력하기 때문에 빛조차도 탈출하지 못합니다. 이러한 이유로 블랙홀은 블랙홀 이벤트 호라이즌 안쪽으로 들어간 물체는 탈출이 불가능하며, 이 이벤트 호라이즌 안쪽으로 들어간 물체는 블랙홀의 중심인 싱귤래리티로 끌어당겨져서 결국엔 소멸하게 됩니다.블랙홀의 이론적 예측은 1916년 알버트 아인슈타인이 제시한 일반 상대성 이론에서 시작되었으며, 현재까지 블랙홀의 존재는 다양한 관측을 통해 검증되었습니다.

하얀도화지113 · Answer

안녕하세요. 김경태 과학전문가입니다.블랙홀은 중력이 너무 강한 결과로, 어떤 물체도 탈출할 수 없는 지점으로 된 우주의 영역입니다. 블랙홀은 중심부에 매우 밀도가 높은 물질의 존재로 인해 발생합니다.블랙홀은 대략적으로 두 가지 방법으로 형성됩니다. 첫 번째 방법은 초거성의 질량이 중심부에 무게를 가하면서 발생하는 것입니다. 초거성은 매우 큰 질량을 가진 별로, 수천 년 동안 열핵 반응이 일어나면서 에너지를 방출합니다. 이 에너지는 중심부에 있는 물질을 밀어내면서, 초거성은 중심부에서 무게를 가하게 되고, 중심부의 물질 밀도는 높아집니다. 이에 따라 중심부의 물질은 궁극적으로 블랙홀의 형태를 띄게 됩니다.두 번째 방법은 중성자 별의 붕괴로 발생합니다. 중성자 별은 초거성이 폭발하면서 남은 잔여물질로, 매우 밀도가 높은 물질로 이루어져 있습니다. 중성자 별은 매우 큰 중력을 가지고 있으며, 붕괴를 일으켜 더욱 밀도가 높아지면서 블랙홀의 형태로 변화합니다.블랙홀은 중력이 너무 강해서 빛 조차도 탈출할 수 없기 때문에 우주에서 직접 관찰하기는 어렵습니다. 하지만, 블랙홀 주변에서 발생하는 방사선, 가스 등의 현상을 통해 간접적으로 존재를 확인할 수 있습니다.

탈퇴한 사용자 · Answer

안녕하세요. 김경욱 과학전문가입니다.블랙홀(Black Hole)은 중력이 극도로 강한 영역으로, 빛도 통과하지 못하는 공간입니다. 이는 흔히 중력이 끌어당기는 물체가 충분히 작아지면 발생합니다.블랙홀은 매우 질량이 큰 별이 폭발하면서 발생할 수 있으며, 이를 신경망 성형 이론(Collapse Theory)이 설명합니다. 별은 핵심부에서 발생하는 에너지로 인해 지속적으로 내부의 압력과 중력의 균형을 유지하며, 수십만년에서 수천만년의 시간이 지나면 연료가 바닥나면서 내부의 에너지 생산이 중단됩니다. 이 때 별은 바깥쪽으로 팽창하다가 내부에서 중력이 더 크게 작용하여 압축되면서 폭발합니다.폭발한 별의 일부는 매우 높은 질량을 갖는 존재인 중성자별로 변할 수 있습니다. 하지만, 더 큰 질량을 가진 별은 중성자별 형성 후에도 계속해서 내부에서 중력이 작용하여 계속해서 압축되고, 결국에는 그 질량이 충분히 작아지면 끝없는 중력을 발생시키는 블랙홀이 형성됩니다.블랙홀은 매우 강한 중력 때문에 주변의 물체를 끌어당기고, 시간이 지날수록 크기가 커지면서 더 강한 중력을 발생시키기 때문에, 주변의 물체들이 끌려들어가고, 마지막으로는 빛까지 포획하는 것으로 알려져 있습니다. 이러한 이유로 블랙홀은 우주에서 가장 놀라운 현상 중 하나로 여겨지고 있습니다.

똑똑한칠팔매132 · Answer

안녕하세요. 박병윤 과학전문가입니다.블랙홀이 만들어지는 과정은 정확히 규정을 할 수 없습니다.가설로 유추를 하는 정도인데요. 블랙홀은 별의 죽음으로 생성될 수 있다고 합니다.별이 죽게되면서 핵융합 반응을 못하면서 병이 붕괴하여 블랙홀이 된다고 예측을 할 수 있습니다.워낙 미지의 세계이기에 명확하게 과학적으로 설명할 수는 없습니다.감사합니다.

지구과학·천문우주

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블랙홀은 무엇이며, 어떻게 형성되는지 과학적으로 알려주세요