지구과학·천문우주
Q. 슈바르츠실트 블랙홀은 무엇인가요?
안녕하세요. 송종민 과학전문가입니다.슈바르츠실트 계량으로부터 계산되는 회전하거나 대전되지 않는 블랙홀.슈바르츠실트 블랙홀은 독일의 천문학자 카를 슈바르츠실트(Karl Schwarzschild)가 아인슈타인의 일반 상대성 이론의 장 방정식에서 유도해낸 슈바르츠실트 계량으로부터 나온 블랙홀 모델이다. 블랙홀 모델 중 가장 단순한 형태의 블랙홀이며, 이는 구면 대칭을 이루고 있으며 회전하거나 대전되지 않은 블랙홀이다. 즉 질량만 같다면 슈바르츠실트 블랙홀은 모두 물리적 성질이 같게 된다. 그러나 실제로 일반적인 블랙홀은 회전할 수도 있고 대전될 수도 있다. 여기에 회전을 하면서 전하를 띠지 않은 블랙홀은 커 블랙홀(Kerr Black Hole), 회전을 하지 않고 전하를 띠는 블랙홀은 라이스너-노르드스트룀 블랙홀(Reisner - Nordstrom black hole), 회전을 하면서 전하를 띠는 블랙홀은 커-뉴먼 블랙홀(Kerr–Newman Blackhole)이라 불린다.슈바르츠실트 블랙홀은 회전하지도 않고 전하도 띠지 않기 때문에 매우 단순한 구조를 갖고 있다. 구 대칭의 모습으로 중앙의 특이점을 향해 중력이 작용되는 모습을 보이며, 슈바르츠실트 반지름의 거리에 구형의 사건의 지평선(Event Horizon)을 갖고 있다. 멀리 떨어진 곳에서의 외부 중력장은 같은 질량을 가진 다른 천체의 중력장이 미치는 것과 동일한 영향을 끼친다. 이 해를 바탕으로 태양과 같은 질량을 가진 회전하지 않고 대전되지 않은 슈바르츠실트 블랙홀의 반지름을 유도해보면 약 3km가 되는 것으로 계산된다.