블랙홀에서 질량은 모두 0이 되나요?
블랙홀은 엄청난 중력이 작용한다고 들었습니다. 그러면 엄청난 중력이 작용하게 되면 어떤 영향을 미치나요? 빛 뿐만 아니라 모든 것을 다 흡수하게 되어 질량 자체라는 개념이 없어지나요?
안녕하세요. 김계민 과학전문가입니다.
먼저 블랙홀의 정의에 대하여 무엇인지 알아볼게요.
블랙홀(Black hole)은 표면적이 0인 점으로 무한히 수축하는 천체를 말합니다. 특이점을 중심으로 사건의 지평선을 형성하다 보니 암흑의 구체로 보여서 블랙홀이라는 이름이 붙여졋다고 합니다.
펜로즈의 특이점 정리에 따르면 블랙홀은 중력으로 완전히 붕괴되어 크기가 0이고 밀도[8]와 시공간의 곡률이 무한대가 된 천체이다. 특이점 정리의 반례는 발견된 적 없기에 오늘날에도 블랙홀은 잠정적으로는 크기가 0인 천체 취급을 받고 있다.
우리가 블랙홀에 가게되면 어떻게 되는지?
우리가 흔히 가설을 설정할때 자유낙하하는 물체는 '무중력' 상태가 됩니다..
만약 지구 질량 블랙홀에 100m 이내까지 다가가서 어딘가 블랙홀의 질량에 영향을 받지 않는 발판에 '서 있다면' 몸무게가 약 6만 배로 증가하기 때문에, 도저히 버티지 못하고 뼈와 살이 터져나가 묵사발처럼 바닥에 펴질 것이다.하지만 블랙홀로 '떨어지고 있다면' 몸무게는 0kgf이다.
하지만 블랙홀의 특이점에 다가갈수록 각 신체 부위에 작용하는 중력이 달라지고 이로 인해 몸이 양쪽으로 잡아당겨지다가 결국 찢어져 죽게 된다. 요컨대, 사람이 블랙홀에 다가가면 죽는 이유는 중력 때문이 아니라 중력의 차이(=기조력) 때문이다. 이 과정이 너무나 효과적인 나머지, 단순히 늘어난다고 표현하지 않고 Spagettification(스파게티화)이라는 단어도 있을 정도다. 사람이 블랙홀에 들어간다면 원자 하나 굵기 정도의 길쭉한 플라즈마 가닥이 된다.
아메바 같이 크기와 질량이 작은 미생물이라면 사건의 지평선에서 특이점으로 떨어지는 동안 살아 있는 시간이 좀 더 길어진다. 만약 질량이 지구 정도인 작은 블랙홀이라면 세포도 금방 죽는다. 그러나 퀘이사 중심에 위치한 태양 10억 배 이상의 초대질량 블랙홀이라면 태양~지구 거리에 달하는 사건의 지평선을 '통과하고' 나서도 인류는 무려 1,000초, 즉 약 15~20분 동안 살아남을 수 있다. 만약 태양 수천조 배 질량을 가진 블랙홀이 존재한다면 사건의 지평선을 건넌 후, 사람이 수십 세대를 이어갈 시간 동안 생존할 수 있다
도움이 되셨다면 감사합니다.
블랙홀에서는 빛 조차 빨려들어가게 됩니다.
하지만 블랙홀에 빨려들어간 후에는 어떻게 되는지 관측된 바는 없기 때문에
질량이 0이 되는지는 알 수 없습니다.