블랙홀의 탈출 속도가 빛의 속도와 일치하면 빛이 가만히 존재하나요
블랙홀의 탈출속도가 빛의 속도와 일치하면 빛이 움직이지 않고 가만히 존재하고 있나요? 그리고 블랙홀 안에서 빛을 쏘고 관찰자가 옆에서 봤을 때는 광속 불변의 원칙 때문에 c로 갈텐데 관찰자 입장에서는 빛이 탈출할 수 있는 것처럼 보이나요?
안녕하세요.
블랙홀의 탈출 속도가 빛의 속도(c)와 일치하는 지점은 이론적으로 사건의 지평선(event horizon)이라고 불립니다. 사건의 지평선은 블랙홀의 경계를 나타내며, 이 지점 이내로 들어간 어떤 정보나 물질도 다시 밖으로 나올 수 없는 지점입니다. 사건의 지평선에서 빛이나 다른 모든 물질의 탈출 속도는 빛의 속도(c)와 동일합니다. 이론적으로 빛이 블랙홀의 사건의 지평선을 정확히 따라 이동할 경우, 빛은 정지해 있는 것처럼 보일 수 있습니다. 그러나 실제로 빛은 항상 움직이고 있으며, 빛이 정지해 있다는 개념은 물리학적으로 적합하지 않습니다. 빛은 항상 속도 c로 이동하며, 그 속성상 정지할 수 없습니다.
관찰자가 빛을 관찰할 경우, 일반 상대성 이론에 따르면 빛이 사건의 지평선에 접근하면 시간 확장(time dilation) 효과로 인해 빛의 주파수가 늘어나며(적색 편이), 점점 더 약해지다가 결국 관찰자에게 보이지 않게 됩니다. 이 현상은 중력적 적색 편이(gravitational redshift)라고 알려져 있습니다.안녕하세요. 김재현 전문가입니다.
블랙홀에서는 빛조차 빠져나오지 못할정도록 중력이 강력합니다. 블랙홀 사건의 지평선 부근에서는 탈출하지 못한 빛이 블랙홀 주변을 맴돌고있고 빨려들어간 빛은 우리는 볼수가없습니다. 사건의 지평선 안에서 빛을 쏜다면 당연히 빛은 탈출할수 없습니다. 밖에서 빛을쏜다면 탈출하겠죠~