블랙홀Black Hole

한마디로 말하면

블랙홀은 중력(물체를 끌어당기는 힘)이 어마어마하게 강해서 빛조차 빠져나오지 못하는 천체예요. 우리 눈은 물체에서 반사된 빛을 보고 모양을 알아채는데, 블랙홀은 빛을 모두 삼켜 버리기 때문에 까맣게 보여서 '검은 구멍(Black Hole)'이라는 이름이 붙었답니다.

어떤 원리일까요?

지구에서 공을 하늘 높이 던지면 지구의 중력 때문에 다시 땅으로 떨어져요. 하지만 공을 초속 약 11.2km(서울에서 부산까지 약 30초 만에 가는 빠르기)보다 빠르게 던지면 지구의 중력을 이기고 우주로 날아갈 수 있어요. 이렇게 중력을 뿌리치는 데 필요한 빠르기를 '탈출 속도'라고 불러요.

천체가 무거울수록, 그리고 크기가 작게 뭉쳐 있을수록 중력이 강해져서 탈출 속도도 빨라져요. 태양보다 훨씬 무거운 별이 수명을 다하면 스스로의 중력을 이기지 못하고 아주 작은 점으로 찌부러지는데, 이때 중력이 상상을 초월할 만큼 세져요. 결국 탈출 속도가 우주에서 가장 빠른 빛의 속도(초속 약 30만km)보다 빨라져서, 빛을 포함한 그 무엇도 빠져나올 수 없는 블랙홀이 되는 거랍니다.

블랙홀 둘레에는 한 번 넘어가면 절대 돌아올 수 없는 경계선이 있어요. 이를 '사건의 지평선'이라고 불러요.

생활 속에서 비유하면

커다란 트램펄린(방방이) 위에 가벼운 야구공을 올려놓으면 바닥이 살짝 패여요. 하지만 아주 무거운 쇠공을 올려놓으면 바닥이 깊숙하게 푹 꺼져서, 그 주변으로 굴러가던 구슬들이 전부 쇠공 쪽으로 미끄러져 빠지고 말지요. 블랙홀은 우주라는 공간에 무거운 쇠공처럼 아주 깊고 가파른 웅덩이를 만든 것과 비슷해요.

또 강물에서 배를 타고 노를 젓는 장면을 떠올려 보세요. 폭포에서 멀리 있을 때는 열심히 노를 저어 반대쪽으로 빠져나올 수 있어요. 하지만 폭포 바로 앞까지 다가서면 물살이 배의 최고 속도보다 빨라져서 어쩔 수 없이 폭포 아래로 떨어지게 돼요. 여기서 폭포가 시작되는 아슬아슬한 선이 바로 블랙홀의 '사건의 지평선'이랍니다.

왜 중요할까요?

블랙홀은 우주의 진공청소기처럼 주변의 모든 것을 무조건 빨아들이기만 하는 괴물이 아니에요. 블랙홀도 다른 별처럼 거리가 충분히 멀면 평범한 중력을 미쳐요. 실제로 우리은하를 비롯한 수많은 은하의 한가운데에는 거대한 블랙홀이 자리 잡고 있어서, 수많은 별이 흩어지지 않고 은하를 이루며 돌도록 붙잡아 주는 닻 역할을 해요.

과학자들에게 블랙홀은 우주 최고의 자연 실험실이기도 해요. 빛조차 휘어지고 시간마저 느리게 흐르는 극한의 공간이라서, 우주망원경과 전파망원경으로 블랙홀 주변을 관측하며 중력과 우주의 비밀을 풀고 있답니다.