당신이알고있는블랙홀에대한모든상식은오류투성이이다!
★옥스퍼드대학교천체물리학자이자,70만명이넘는구독자들의열렬한지지를받는
유튜브‘베키박사’의운영자인베키스메서스트박사가들려주는블랙홀의진짜이야기★
블랙홀하면우리가으레떠올리는이미지는빛도빠져나올수없는시커먼구멍,모든것을가차없이빨아들이는검은구멍이다.또한우리와는상관없는머나먼우주에존재하는무시무시한천체라고생각한다.그러나유튜브채널을운영하며일반대중의눈높이로우주에대한이야기들을재치있게설명해온저자는이모든것이사실이아니라고단언한다.2019년에처음으로촬영된블랙홀의이미지는눈이부실정도로밝게빛나고있었다.그뿐만아니라2014년에관측된바에따르면,블랙홀주변을지나가는가스구름은블랙홀로빨려들어가지않았다!그리고놀랍게도우리는우리은하중심에있는초대질량블랙홀주변을돌고있다.저자는이렇듯우리가알고있는블랙홀에대한지식에잘못된구멍들이너무나많다고설명하면서,블랙홀이라는이름자체부터이런오해를불러일으킨다고지적한다.실제로블랙홀은검은구멍이아니다.오히려물질이너무나많이엄청나게높은밀도로쌓여있는,우주에서가장밝게빛나는산이다.또한빛조차빠져나올수없을정도로모든것을엄청난힘으로빨아들이는싱크대구멍이나진공청소기가아니라오히려푹신한소파쿠션에가깝다.저자는왜이렇게블랙홀에대한오해와오류가쌓이게되었는지를과학의역사와최신연구성과를곁들여흥미로운이야기로풀어놓는다.이책은우리가알아야할블랙홀의진짜모습을생생하게설명하는동시에,블랙홀에대한우리의관점을무시무시한천체에서우리와함께살아가는친절한이웃으로바꿔놓는다.
블랙홀의역사이자,물리학의역사를아우르는
블랙홀의진짜모습에대한거의모든것
먼저블랙홀이왜블랙홀이라고불리게되었는지살펴보자.블랙홀이라는개념은오래전부터존재해왔다.1783년영국에서낮에는성직자로활동하고밤에는천문학자가되어하늘을관찰한존미첼은빛도빠져나오지못할만큼질량이매우큰물체를상상하며이를“검은별darkstar”이라고불렀다.1915년독일의물리학자이자천문학자인카를슈바르츠실트는일반상대성이론이발표되고몇달지나지않아의도치않게아인슈타인의공식들을통해서처음으로블랙홀을수학적으로규명했다.슈바르츠실트는시간마저도멈추게하는이같은물체를“얼음별frozenstar”이라고불렀다.블랙홀이라는표현을천문학계에본격적으로도입한사람은미국의저명한물리학자로버트H.디키로추정된다.1961년댈러스에서처음으로열린학술대회에서디키는발표를하는동안“중력에의해서완전히붕괴한별”을,인도콜카타의포트윌리엄에서“콜카타블랙홀”로불리던지하감옥에비유했다고한다.그러나블랙홀을널리알려일종의비유가아닌과학용어로자리매김하는데에가장크게기여한사람은존휠러이다.1968년휠러는뉴욕에있는NASA고다드우주연구소에서“중력에의해서완전히붕괴한물체”에관한자신의최신연구성과를발표하면서이표현이너무길어매번반복하기가힘들다고농담조로푸념했다.그때청중가운데누군가가“블랙홀이라는단어를쓰면어떨까요?”라고제안했고,휠러는그제안을받아들여이후블랙홀이라는표현을본격적으로사용하기시작했다.1969년에는독일의물리학자페터카프카가처음으로과학논문에서블랙홀을언급했고,1971년에스티븐호킹을비롯한여러학자들도그뒤를따르면서블랙홀은공식적인과학용어가되었다.그뿐만아니라스티븐호킹과로저펜로즈,뉴질랜드수학자로이커가회전하는블랙홀을아인슈타인의일반상대성공식으로설명하면서최소한이론적으로는블랙홀이받아들여졌다.이렇게블랙홀은블랙홀이되었고,그이름으로인해서수많은오해와오류가사람들의뇌리에박히게된것이다.실제로블랙홀은검지않으며,오히려태양이빛을내는핵융합보다에너지효율이더높은,우주에서가장밝게빛나는천체이다.그리고주변의모든것을빨아들이는구멍이아니라,물질이엄청나게높은밀도로쌓여있는깊은산이다.저자는블랙홀의이런실제모습을있는그대로전달하면서,중력을설명한뉴턴,상대성이론을발표하여우리의우주관을완전히변화시킨아인슈타인은물론이고,블랙홀하면우리의머릿속에떠오르는스티븐호킹,중력파를발견하여관측의지평을넓힌킵손,블랙홀을실제로관측하기위해서힘써온수많은과학자들의이야기를풀어놓는다.또한천체물리학자로서저자자신이별을관측하려고야생동물이우글대는천문대에서밤을지새운경험담,슈바르츠실트의반지름에대해서배우고서자신이블랙홀이된다면얼마나큰블랙홀이될지계산한이야기등을곁들여독자들이재미있게과학의현장을엿볼수있게한다.
블랙홀에정말로빠지게되면어떤일이벌어질까?
블랙홀의실제모습을생생하게담아내다
블랙홀에실제로들어가게된다면,즉블랙홀의경계선을일컫는사건의지평선너머에서는과연무엇을보게될까?아마도스파게티화현상을겪게될것이다.그러니까블랙홀주변은중력이매우강하므로블랙홀로나아갈때머리가앞에있다면머리에작용하는중력이다리에작용하는중력보다훨씬세서몸을이루는원자들이블랙홀가운데를향해얇고긴줄로늘어지면서사람이아닌스파게티의모습이된다는말이다.그렇지만만약스파게티화의영향을받지않는우주선을타고블랙홀내부를여행한다면,눈앞에어떤광경이펼쳐질까?블랙홀은시공간을극단적으로왜곡하므로블랙홀뒤와주변의빛이휘어져우리의인지감각에혼란이일어날것이다.블랙홀은복어처럼자신의몸을부풀려실제보다커보이도록한다.어둠이모든각도에서우주선을서서히집어삼킨다.뒤를돌아보면우리가이제까지지나온길의광경뿐아니라블랙홀뒤의모습도우리의눈으로휘어져들어온다.이같은360도파노라마광경을담은원은블랙홀로향할수록점점작아지다가사건의지평선에이르면하나의점이된다.다시말해서사건의지평선을건너미지와마주하기전뒤를돌아본다면,어깨너머로보이는우주의마지막모습은우주전체의빛이우리의눈으로모인하나의점일것이다.그리고우리는아직사건의지평선너머에서무엇을보게될지알지못한다.다만확실한것은우리가무엇을보게되든,그내용을우주로전달할수없다는사실이다.
이책은블랙홀에대해서우리가알아야할거의모든것을담아낸다.자칫진중한과학으로빠질수있는블랙홀이라는대상을,저자는자신의삶을풍요롭게해준영화,음악,뮤지컬등다양한대중문화의영역에빗대어독자들이더욱친근하게받아들일수있도록돕는다.블랙홀의진짜모습을밝혀나가는과정에서독자들은과학의거인들이쌓아올린연구결과들이어떻게현재의과학으로이어졌는지를명확하게이해하게될것이다.
