블랙홀의 처음부터 현재까지의 블랙홀의 역사에 대해서 궁금해요
블랙홀이 누가 먼저 주장했는지 처음부터 블랙홀로 불렸는지 왜 블랙홀로 불렸는지 같은 블랙홀 주장 초기부터 2020년에 노벨물리학상을 받은 블랙홀 관측한 현대까지 일어난 일들이 다 궁금합니다. 여러 영상들을 봤는데 더 궁금해서 올려봅니다.
안녕하세요. 김두환 과학전문가입니다.
블랙홀을 처음 생각해 낸 사람은 18세기 존 미첼과 피에르시몽 드 라플라스 후작이라고 알려져있습니다. 중력이 강한 천체로 빛 조차 나올 수 없는 천체라고 제안했죠. 블랙홀은 2019년 4월 10일에 Event Horizon Telescope 팀에 의해 첫 관측에 성공하였습니다.
현대까지 블랙홀에 관한 일들에 대해 전부 알진 못하지만 몇가지 참고할만한 내용을 적어드리겠습니다.
블랙홀이 어떻게 생기는 지는 아직 정확하게 관측된 사실이 없습니다. 그래서 가설을 세우고 계산을 통해 이론적으로 생기는 과정을 유추할 수 있습니다. 블랙홀은 태양 질량의 수백배가 되는 별의 죽음으로 생성될 수 있으며, 애초에 우주에 있는 성간물질이나 가스가 응축하여 만들어질 수 있습니다.
별의 죽음으로 생기는 원리는, 거대한 별은 중력이 강합니다. 그래서 별이 살아 있을 때에는 핵융합 반응을 통해 열이 발생돼 별의 자체적인 중력과 평형을 이루며 별의 형태를 유지할 수 있습니다. 하지만 별이 죽게되면서 더 이상 핵융합 반응을 못하고 결국 자체 중력을 이기지 못하고 별이 붕괴하여 블랙홀이 되는것이죠.
애초에 우주에 있는 성간물질이나 가스가 응축하면서 만들어진 블랙홀은 물질이 뭉쳐 자체적으로 강한 중력을 이길만한 열, 에너지를 만들지 못하고 붕괴되어 블랙홀이 되는것입니다.
이러한 원리로 만들어진 블랙홀에 빠진다면 살아나올 수 없으며 갈기갈기 찢겨 죽을 것입니다. 블랙홀에 빠지는 것은 마치 싱크대에 있는 배수관으로 빨려 들어가는 것이라고 생각하면 됩니다. 단순히 몸이 온전하게 블랙홀로 떨어지는것이 아닌 좌우로도 짓눌리는 힘이 존재하여 몸에 압력이 느껴지며, 블랙홀과 가까운 신체 부위가 블랙홀과 멀리 있는 신체 부위보다 더 빨리 빨려 들어가기 때문에 몸이 위아래로 잡아 당겨지는 힘도 존재합니다. 그래서 마치 싱크대로 빨려 들어가는 거라고 생각하시면 됩니다. 위아래로 몸은 찢기고, 사방에서 압력이 가해져 몸을 짓누르는 느낌이 들죠.
안녕하세요. 김경태 과학전문가입니다.
18세기 말부터 20세기 초까지, 알버트 아인슈타인의 일반 상대성 이론에 기반한 블랙홀의 존재가 이론적으로 예측되었습니다. 이론적인 연구는 블랙홀의 질량과 반지름, 중력 등의 특성을 이해하는 데 도움을 주었습니다.20세기 후반에 천문학적 관측을 통해 블랙홀의 존재가 간접적으로 확인되었습니다. 1964년, 제임스 프레슬리와 로저 페넬로프는 반구형의 밝은 천체인 사이거스 X-1을 관측하면서 그 주변에서 매우 강력한 중력이 작용하는 것을 발견했습니다. 이는 블랙홀이 주변 물질을 흡수하는 과정에서 에너지를 방출한다는 증거였습니다.그 후, 블랙홀의 특성과 동작 메커니즘을 이해하기 위해 많은 관측과 연구가 이루어졌습니다. 블랙홀의 중력에 의해 주변 물질이 흡수되는 과정, 블랙홀의 이벤트 지포라이즌트(사건의 지포라이즌트)라고 불리는 가장자리 영역, 블랙홀의 질량과 회전 등을 연구하고 있습니다
안녕하세요. 이준엽 과학전문가입니다.
블랙홀은 알버트 아인슈타인의 일반 상대성 이론에서 처음으로 예측되었습니다. 아인슈타인은 1915년에 일반 상대성 이론을 발표했는데, 이론은 중력이 공간과 시간 자체를 구부리는 것을 설명합니다. 이론에 따르면, 충분히 질량이 커진 물체는 주변의 공간을 완전히 구부리고, 그 구부러진 공간에는 아무 것도 튀어나올 수 없는 "이벤트 호라이즌"이 형성됩니다.
블랙홀이라는 용어는 1967년에 미국의 천문학자 존 미첼이 처음으로 사용했습니다. 그 이전까지는 중성자 별과 같은 진짜 블랙홀을 설명하기 위해 다양한 용어들이 사용되었습니다.
블랙홀 주장의 초기에는 그 존재가 이론적인 예측일 뿐이었고, 직접적인 관측이 어려웠습니다. 하지만 20세기 후반부터 기술의 발전과 천문학적 관측의 향상으로 블랙홀의 존재를 간접적으로 입증하는 여러 증거들이 발견되었습니다.
블랙홀의 첫 번째 관측은 1971년에 이루어졌습니다. X선 천문학에서 레이첼러X-1(RX J0806.3+1527)이라는 별 주변에서 매우 강력한 X선 방출이 관측되었는데, 이는 블랙홀 주변에서 나오는 것으로 추정되었습니다. 그 후로 많은 블랙홀 후보들이 관측되었고, 블랙홀 주위에서 강력한 중력장에 의해 가속되는 물질이 방출되는 현상 등이 관측되었습니다.
2020년에는 천문학자들의 노력에 대한 인정으로, 블랙홀 관측에 기여한 세 명의 과학자, 로저 페넬로스, 안드레아 구헬과 라인하르트 겐젤이 노벨 물리학상을 수상했습니다. 이들은 근처 은하의 중심에 위치한 슈타비라자 은하의 중심에 있는 대질량 블랙홀인 M87*를 관측한 데 성공했습니다. 이 관측은 블랙홀의 그림자를 포착하고, 이론과 관측결과의 일치를 확인하는 중요한 증거로 인정받았습니다.
현대에 이르러 블랙홀과 관련된 연구와 관측은 계속되고 있습니다. 이를 통해 우주의 진화와 중력에 대한 이해가 발전하고 있습니다.
블랙홀 개념은 알버트 아인슈타인의 일반 상대성 이론(General Theory of Relativity)에서 유도되었습니다. 1915년에 아인슈타인은 질량이 매우 큰 천체가 공간-시간을 굴절시키고 이를 따라서 궤도하는 빛이나 물체를 가두는 것을 예측했습니다. 이는 블랙홀의 개념의 초기 형태라고 볼 수 있습니다.
블랙홀이라는 용어는 1967년 미국의 이론물리학자 존 야코비와 이스라엘의 천문학자 굿슈트 터미어에 의해 도입되었습니다. 이들은 이론적으로 존재할 수 있는 형태의 천체를 '블랙홀'이라 명명하였습니다.
20세기 후반부터 블랙홀에 대한 이론적 연구가 활발하게 진행되었습니다. 일련의 연구자들은 블랙홀의 특성과 성질, 진화와 형성 메커니즘 등에 대해 깊이 연구하였습니다. 이들 중에서는 스티븐 호킹, 로저 페네로스, 케이틀린 풀, 로이드 앤더슨, 블랙홀 역사에서 중요한 역할을 한 다른 많은 과학자들이 있습니다.
블랙홀의 직접적인 관측은 매우 어려운 과학적 도전이었습니다. 그러나 2019년 4월, 이벤스 팀과 EHT (Event Horizon Telescope) 협력 그룹이 중심에 있는 수퍼매시브 블랙홀 M87*의 영상을 성공적으로 얻어냈습니다. 이를 통해 블랙홀의 존재와 그 규모를 확인하였으며, 이 연구는 2020년에 노벨 물리학상을 수상하였습니다.
