안녕하세요. 박조훈 전문가입니다.
Q. 지구에서 대기기준이 어느정도 높이여야 분류되는것인지 궁금합니다.
우리가 서있는 육지와 해수면은 평균해발 0m로서 대기는 바로 그위부터 시작됩니다. 이에 따라 대류권(0~12km), 성층권(12~50km), 중간권(50~85km), 열권(85~600km), 외기권(600~10,000km)정도로 나뉘게 되며 대기권과 우주의 경계를 카르만 라인이라고 하며 우주와 대기의 경계로 간주하게 됩니다.
Q. 지구같은 대기구조는 다른 우주의 행성도 쉽게 갖게 될 수 잇는 체제인가요?
지구의 대기는 78%의 질소와 21%의 산소외의 기타(아르곤,이산화탄소,수증기 등) 기체로 구성되어 있으며 여러개의 층으록 ㅜ성되며 온도를 조절하고 방사선 차단등을 하고 있지요. 다른행성에서 이러한 대기를 갖기 쉽지 않아 보이며 이들은 여러가지 생명가능지대의 영역(적절한 행성크기, 태양과의 거리, 자기장, 화산활동, 물의 존재 등)에 존재하는 생명체 가능지대가 현실적으로 매우 어렵다고 알려져 잇습니다.
Q. 화성을 지구처럼 수준의 테라포밍하여 대기를 갖게하더라도 얼마나 유지될까요?
화성은 약한 중력을 가지고 있습니다(중력이 지구의 0.38배). 이로 인하여 대기의 가벼운 기체 분자가 시간이 지나면서 우주로 탈출하게 되며 지구는 강력한 자기장을 가지며 태양에서 불어오는 고에너지 입자인 태양풍을 막게되지만 화성의 경우 핵이 식어 고체화되며 자기장을 상실하면서 대기를 직접 쓸어내리는 현상이 발생하게 되지요. 이에따라 이를 지속적으로 유지하지 못하는 환경이 됩니다. 그렇기 위해 테라포밍을 실시한다고 알려져 있는데 현재 조건에서의 대기 유지시간은 지구 수준의 대기를 형성하더라도 수백만~수천만년내에 상당부분이 사라지게 될것으로 예측합니다.특히 무엇보다 자기장이 없다면 밑빠진 독에 물 붓기와 같기에 자기장을 복원하는 인공적인 자기장 장치를 설치하여야 할것입니다.
Q. 스티븐 호킹 박사는 블랙홀 정보와 관련되어서 어떤 주장을 하였나요?
호킹복사의 발견이 가장 큰 업적이며 양자역학과 일반상대성이론을 결합하며 블랙홀이 실제로는 완전히 검지 않고, 열을 방출하며 서서히 증발하고 있다고 주장하였지요. 블랙홀은 아무것도 빠져나올수 없는곳으로 여겨졌었는데 양자의 요동으로 입자쌍이 생성되고 이 중 하나가 블랙홀 박으로 탈출 가능하다고 설명하며 충격적으로 받아들여지게 됩니다. 또한 호킹복사를 통해 증발하게 되면서 그 안에 들어간 정보도 함꼐 사라지는것처럼 보인다고 주장하였으며 이는 양자역학의 중요한 원칙중 정보의 보존법칙과 충돌하면서 블랙홀 정보의 역설을 이야기하게 되지요. 이러한 것들은 30년 이상 물리학자들 사이에서 격렬한 논쟁이 되었으며 2004년 스티븐 호킹은 일부주장을 철회하였는데 정보는 완전히 사라지지 않고, 매우 왜곡된 형태로 블랙홀 밖으로 나올수 있다고 이야기하였지요.
Q. 회전하는 블랙홀과 정지하는 블랙홀의 차이가 무엇인지 궁금합니다.
정지 블랙홀을 우리는 슈바르츠실트 블랙홀이라고 하며 전하가 없고 자전도 없으며 질량만 가지고 있다고 하지요. 칼슈바르츠실트가 1916년 아이슈타인의 일반 상대성 이론을 풀면서 알게 되었으며 구형대칭이고 구조가 단순하여 사건의 지평선만 존재한다고 보고 있지요. 시공간의 왜곡은 질량에 의해서만 발생하고 비교적 이상적인 모델로서 실제 블랙홀이 거의 여기에 추가 조건으로 붙게 됩니다. 회전하는 블랙홀을 커 블랙홀이라고 하며 질량과 각운동량을 가지게 되며 수학자 로이 커가 1963년 해석하였다고 알려져 있습니다. 축 대칭을 이루고 사건의 지평선 외에도 에르고스피어라는 독특한 영역이 존재하며 회전으로 인해 시공간이 말려 들어가듯이 왜곡되고 물질이나 빛이 블랙홀에 끌려 들어가게 되면서 일정 에너지아 운동량을 얻거나잃을수 있께 된다고 알려져 있습니다. 현실에선 실제 블랙홀이 회전하고 있을 가능성이 더 높다고 알려져 있습니다.(블랙홀이 형성될때 별이 회전하면서 회전운동량을 보존하였기 때문)