블랙홀의 크기를 측정하는 방법은 무엇이 있나요?
NGC1277 블랙홀의 크기가 약 60.000.000.000km로 엄청난 크기인데요.
이 크기를 어떻게 측정한건가요?
블랙홀은 관측이 안되는데 어떻게 크기를 알 수 있는 걸까요?
안녕하세요. 이충흔 과학전문가입니다.
블랙홀의 크기는 질량에 따라 다양하며, 질량이 크면 커집니다. 블랙홀의 크기를 측정하는 것은 매우 어렵습니다. 블랙홀 자체가 빛을 삼키기 때문에 직접적으로 측정할 수 있는 방법이 없습니다. 대신, 블랙홀 근처의 물체들이 블랙홀의 중력에 영향을 받아 움직임이 변화하는 것을 통해 간접적으로 크기를 추정할 수 있습니다.
초대질량 블랙홀은 질량이 태양질량의 수십만 배에서 수십억 배에 이르는 가장 큰 유형의 블랙홀이다. 거의 대부분의 은하의 중심에 초대질량 블랙홀이 있을 것으로 추정됩니다
안녕하세요. 류경범 과학전문가입니다.
블랙홀의 크기를 측정하는 방법은 뉴턴의 중력법칙과 아인슈타인의 상대성 이론을 이용합니다.
블랙홀의 질량과 반경 사이에는 특정한 관계가 있으며, 이 관계는 슈바르츠실트 반지름이라고 불리며, 'r=2GM/c^2'의 공식으로 표현됩니다
여기서, r은 블랙홀의 반경이며 G는 중력상수, M은 블랙홀의 질량, c는 빛의 속도입니다.
위 공식에 따라 간단하게 계산해보자면, 태양의 질량을 가진 블랙홀의 경우라면 그 반경은 대략 3km 정도가 되고, 지구의 질량을 가진 블랙홀의 경우, 그 반경은 대략 6cm 정도가 되죠
그러나 실제로 블랙홀의 크기를 측정하는 것은 이보다 훨씬 어려운데, 블랙홀 자체는 관측이 되지 않으며 블랙홀 주변의 별들이 얼마나 빠르게 공전하는지를 관찰하고 계산하여 블랙홀의 질량을 추정하기 때문입니다. 이렇게 추정된 질량을 위의 공식에 대입하여 블랙홀의 크기를 계산하는 것이죠.
안녕하세요. 김경태 과학전문가입니다.
1. 근접 물체의 운동 관측: 블랙홀 근처를 지나가는 물체의 운동을 관측하여 블랙홀의 질량을 추정할 수 있습니다. 이를 통해 블랙홀의 크기를 예측할 수 있습니다.
2. 시간 지연 관측: 블랙홀 근처에서 발생하는 광원의 시간 지연을 관측함으로써 블랙홀의 질량과 크기를 추정할 수 있습니다. 블랙홀의 중력이 광원의 광원을 이동시키고 빛을 굴절시키기 때문에 생기는 현상을 이용합니다.
3. 퀘이사인 빛 선명도 분석: 블랙홀 근처에서 일어나는 빛의 퀘이사인선명도를 분석하여 블랙홀의 질량과 크기를 추정할 수 있습니다.
4. 중력 렌즈 효과: 블랙홀 근처에서 일어나는 중력 렌즈 효과를 관측하여 블랙홀의 질량과 크기를 추정할 수 있습니다. 이는 블랙홀 주변에서 찌그러진 광원의 모습을 관찰함으로써 이루어집니다.
안녕하세요. 김재훈 과학전문가입니다.
블랙홀은 직접 관측할 수 없기 때문에, 그 크기를 측정하는 것은 매우 어려운 일입니다. 그러나 과학자들은 다양한 방법을 사용하여 블랙홀의 크기를 측정하고 있습니다.
블랙홀의 크기를 측정하는 방법에는 다음과 같은 것들이 있습니다.
광도 곡률 측정법
블랙홀의 중력은 주변의 빛을 휘게 만듭니다. 따라서 블랙홀이 클수록 빛의 곡률이 더 커집니다. 과학자들은 블랙홀 주변에서 나오는 빛의 곡률을 측정하여 블랙홀의 크기를 추정할 수 있습니다.
중력파 측정법
블랙홀이 충돌하거나 합병할 때 중력파를 발생시킵니다. 중력파는 우주를 가로지르는 파동으로, 지구에서 관측될 수 있습니다. 과학자들은 블랙홀이 발생시킨 중력파의 크기를 측정하여 블랙홀의 크기를 추정할 수 있습니다.
적색 편이 측정법
블랙홀은 주변의 물질을 끌어당겨 흡수합니다. 이 과정에서 빛과 에너지가 방출되어 관측될 수 있습니다. 과학자들은 블랙홀에서 방출된 빛의 적색 편이를 측정하여 블랙홀의 크기를 추정할 수 있습니다.
이러한 방법들은 모두 블랙홀의 크기를 직접 측정하는 것은 아니지만, 블랙홀의 질량과 크기의 관계를 이용하여 블랙홀의 크기를 추정할 수 있는 방법입니다. 최근에는 레이저 간섭계 중력파 관측소(LIGO)와 같은 중력파 관측소의 발전으로, 중력파 측정법을 이용한 블랙홀 크기 측정이 더욱 정밀해지고 있습니다.
