블랙홀
글 : 마이클 핀클 사진 : 마크 A. 갈릭
알버트 아인슈타인은 밀도가 너무 높아서 빛조차 벗어날 수 없는 ‘붕괴된 별’, 즉 블랙홀은 실제로 존재하기에는 너무나 터무니없는 개념이라고 생각했다. 하지만 아인슈타인이 틀렸다.
기사 본문에서 발췌한 내용을 일부 공개합니다.
우리 태양계의 별인 태양은 조용한 죽음을 맞이할 것이다.
별들 가운데 태양의 질량은 평균치에 불과해서 약 50억 년 후 마지막 남은 수소 연료마저 다 타버리고 나면 태양의 외곽층은 떨어져나가고, 핵은 결국에는 수축해 지구만 한 크기의 백색왜성이 될 것이다.
태양보다 10배가량 큰 별의 죽음은 훨씬 더 극적이다. 초신성 폭발이 일어나면서 외곽층은 우주 공간으로 흩어지고, 핵은 중력에 의해 수축돼 직경 약 20km의 회전체인 중성자별이 된다. 각설탕만 한 중성자별 조각이라도 지구에서는 그 질량이 10억t가량 될 것이다. 중성자별의 중력은 매우 강력해 마시멜로 한 조각을 그 위에 떨어뜨려도 원자 폭탄 급의 에너지를 생성할 수 있을 정도다.
하지만 이것도 태양 질량의 20배가량 되는 별의 죽음에 비하면 아무것도 아니다. 우주의 전 생애에 걸쳐 1000분의 1초마다 일본 히로시마에 투하됐던 규모의 원자 폭탄을 터뜨린다고 해도 그 별이 붕괴되면서 마지막 순간에 내뿜는 에너지에는 미치지 못할 것이다. 이 별의 핵은 급속도로 수축되고 온도는 550억℃에 달하게 된다.
중력의 힘도 막강해 에베레스트 산보다 큰 쇳덩어리도 순식간에 모래알 크기로 압축시켜버린다. 원자는 전자, 양성자, 중성자로 쪼개지고 이들 소립자마저도 더 작은 단위인 쿼크, 렙톤, 글루온으로 분해된다. 그리고 이들마저도 갈수록 더 작고 더 밀도가 높은 입자로 분해된다.
그 이후의 과정은 아무도 모른다. 이토록 중대한 현상을 설명하려고 들면 우주를 지배하는 원리를 설명하는 두 가지 주요 이론인 일반 상대성이론과 양자역학이 뒤죽박죽 돼버린다.
그 별은 블랙홀이 됐다.