블랙홀의 정체는 정확히 어떤 것인가요?

Question

최근 뉴스를 보니 새로운 블랙홀이 발견됐다고 하는데 , 블랙홀이라는 게 정확이 어떤 것인지 궁금해요. 기본개념부터 알려주세요 .

Answer 1

안녕하세요. 김경태 과학전문가입니다.

블랙홀은 매우 강력한 중력을 가진 천체로, 이론적으로는 중심부에 무한히 작아지는 점(신성질량)이 존재하는 천체입니다. 이러한 점은 질량이 모여서 만들어진 것으로, 블랙홀의 질량은 대부분의 별보다 매우 큽니다. 이러한 점에서 블랙홀은 어떠한 물체도 끌어들이는 중력장을 가지며, 이것이 블랙홀 주변에 있는 가스나 먼지 등을 끌어들여 먹이로 삼는 과정을 만들어냅니다.

블랙홀은 우주에서 가장 이상한 물체 중 하나입니다. 이론적으로는 질량이 모여서 만들어진 점에서 블랙홀의 질량은 대부분의 별보다 매우 큽니다. 이러한 점에서 블랙홀은 어떠한 물체도 끌어들이는 중력장을 가지며, 이것이 블랙홀 주변에 있는 가스나 먼지 등을 끌어들여 먹이로 삼는 과정을 만들어냅니다.

하지만 블랙홀은 그 자체로 빛을 내지 않아서 직접적으로 관측하기가 어렵습니다. 대신, 블랙홀 주변에 있는 먹이의 움직임이나 중력에 의한 궤도의 이상 등으로 간접적으로 존재를 확인할 수 있습니다. 이러한 이유로, 블랙홀은 아직까지 완전히 이해된 천체가 아니며, 많은 연구가 진행되고 있습니다.

Answer 2

안녕하세요. 이준엽 과학전문가입니다.

블랙홀은 소수의 질량을 가진 별이 매우 높은 밀도로 수축되어 만들어진 천체입니다. 이는 우주에서 가장 강력한 중력을 가지는 천체 중 하나입니다. 블랙홀은 빛도 흡수하기 때문에 눈에 보이지 않으며, 주변의 물질을 끌어들여서 끌어들인 물질이 블랙홀 안으로 떨어지게 됩니다. 이러한 물질은 블랙홀 주변에서 회전하게 되어 충돌하면서 열 에너지를 방출하며, 이를 감지할 수 있는 방법으로 블랙홀의 존재를 확인할 수 있습니다.

블랙홀은 그 크기와 질량에 따라서 미세 블랙홀부터 수천만 태양질량을 가지는 거대 블랙홀까지 다양하게 분류됩니다. 블랙홀은 전자기파나 광자와 상호작용하지 않기 때문에 직접적으로 관측하기 어렵지만, 블랙홀 주변에서의 물질의 흐름과 중력 파동 등의 현상을 관측하여 블랙홀의 존재를 추론할 수 있습니다.

최근에 발견된 새로운 블랙홀은 은하계 중심부에 위치한 거대 블랙홀로, 1,000억 태양질량 이상의 질량을 가지고 있다고 발표되었습니다. 이는 지금까지 관측된 블랙홀 중에서 가장 큰 것으로 알려져 있습니다.

Answer 3

안녕하세요. 이종민 과학전문가입니다.

블랙홀은 매우 강력한 중력을 발생시키는 천체로, 속도가 빠른 물체라도 그 중력에 의해 잡아먹는 것으로 알려져 있습니다. 이는 우주에서 가장 강력한 중력을 발생시키는 천체로 알려져 있습니다.

블랙홀의 정체는 알려진 바에 따르면, 대략적으로 말하면, 엄청난 질량을 가진 별이 폭발하고, 그 폭발에 의해 남은 부분이 매우 작아져서 아주 높은 밀도와 강력한 중력을 가지게 된 천체라고 생각할 수 있습니다. 이 때문에 블랙홀은 빛도 잡아먹는 데 이르는 강력한 중력장을 형성하게 됩니다.

Answer 4

안녕하세요. 김태헌 과학전문가입니다.

음 블랙홀(Black hole)은 표면적이 0인 점으로 무한히 수축하는 천체를 말한다. 특이점을 중심으로 사건의 지평선을 형성하다 보니 암흑의 구체로 보여서 블랙홀이라는 이름이 붙었습니다

펜로즈의 특이점 정리에 따르면 블랙홀은 중력으로 완전히 붕괴되어 크기가 0이고 밀도[8]와 시공간의 곡률이 무한대가 된 천체이다. 특이점 정리의 반례는 발견된 적 없기에 오늘날에도 블랙홀은 잠정적으로는 크기가 0인 천체 취급을 받고 있다.

Answer 5

안녕하세요. 김학영 과학전문가입니다.블랙홀은 우주에서 가장 높은 질량을 가진 별들이 폭발하고 끝내 중심부가 무한히 작아진 것으로, 매우 강력한 중력을 발생시키는 천체입니다. 이 중력은 주변의 물체를 흡수하고, 시간과 공간을 왜곡시키는 효과를 가지며, 그 크기가 커질수록 그 영향력이 강력해집니다.

블랙홀의 중심부에는 무한히 작아진 질량이 있다고 추측됩니다. 이를 '싱귤래리티(Singularity)'라고 부릅니다. 그러나 이는 아직 관측이 불가능한 영역입니다.

블랙홀은 빛을 포함한 모든 물체를 흡수하기 때문에, 직접적으로 관측이 불가능합니다. 그러나 블랙홀 주변의 물질이나 가스가 블랙홀로 떨어질 때 생기는 현상을 관측함으로써, 블랙홀의 존재를 간접적으로 확인할 수 있습니다. 또한, 최근에는 중력파라는 현상을 이용하여 블랙홀의 존재를 확인하는 연구도 진행되고 있습니다.

Answer 6

안녕하세요. 박병윤 과학전문가입니다.

간단하게 설명하면 블랙홀(Black hole)은 무한히 수축하는 천체를 말합니다.

특이점을 중심으로 사건의 지평선을 형성하다 보니 암흑의 구체로 보여서 블랙홀이라는 이름이 붙어졌습니다.

쉽게말씀드리면, 주변 빛 포함 모든물체를 빨아들이는 홀입니다.

감사합니다.

Answer 7

안녕하세요. 김경욱 과학전문가입니다.

블랙홀(Black Hole)은 매우 강한 중력을 가지고 있는 천체입니다. 이 중력은 물체를 자신으로 끌어들여, 물체가 블랙홀의 사건 궤도(Event Horizon)라 불리는 지점을 넘어서면 더 이상 탈출할 수 없는 것으로 알려져 있습니다. 블랙홀은 별이 폭발한 후 남은 핵이 중력 붕괴하여 형성되기도 하고, 두 개의 중성자 별이 합쳐져서 형성되기도 합니다.

블랙홀은 직접적으로 볼 수 없기 때문에 관측이 어렵습니다. 하지만 블랙홀 주변에 있는 물질이 블랙홀에 끌려 떨어지면서 방출되는 X선, 감마선, 라디오파 등의 방사선을 관측하여 블랙홀의 존재를 간접적으로 확인할 수 있습니다. 또한 2019년에는 블랙홀의 실루엣이 처음으로 촬영되는 등 블랙홀에 대한 연구는 지속적으로 이루어지고 있습니다.

Answer 8

안녕하세요. 정우재 과학전문가입니다.

블랙홀의 기본 원리는 매우 간단합니다. 블랙홀은 질량이 매우 큰 별이 폭발하여 생긴 잔해들이 중력에 의해 붕괴되면서 형성됩니다. 이 때 붕괴된 물질은 고도로 압축되어 이론상으로는 무한히 작은 크기가 되며, 이를 싱귤래리티(singularity)라고 합니다.

블랙홀의 중심부에는 싱귤래리티가 존재하며, 이는 중력력이 극도로 강력해져서 이탈이 불가능한 지점이 됩니다. 즉, 블랙홀의 중심부에서는 중력이 극도로 강력하여 아무리 빠른 속도로 움직여도 탈출할 수 없는 지점이 형성됩니다. 이 지점을 이탈할 수 있는 속도를 탈출 속도(escape velocity)라고 하는데, 탈출 속도는 블랙홀의 질량과 반비례 관계가 있습니다.

또한, 블랙홀은 주변에 있는 물질들을 끌어들여서 흡수하게 됩니다. 이는 중력력이 매우 강력하기 때문에, 물질이 접근하면 중력에 의해 블랙홀로 빠져들어가게 되고, 블랙홀로 들어가면 다시 나올 수 없게 됩니다. 이런 현상을 흡수(drag)라고 합니다.

블랙홀은 현재까지는 이론적으로만 존재하는 것으로 알려져 있습니다. 하지만, 천문학 연구에서는 블랙홀의 존재를 간접적으로 증명하는 다양한 관측 결과가 발표되어 왔습니다.

질문자님께서 말씀하신 최근 발견된 블랙홀에 대해 잠시 설명드립니다. 최근 주목 받는 블랙홀은 M87의 중심에 위치한 블랙홀입니다. 이 블랙홀은 지구로부터 약 5,500만 광년 떨어진 곳에 있으며, 질량은 태양의 6,500억 배에 해당하는 질량을 가지고 있습니다.

이 블랙홀은 2019년 4월에 과학자들에 의해 처음으로 이미지화되었습니다. 이 이미지화된 사진은 Event Horizon Telescope(EHT)라는 세계 최초의 블랙홀 관측 네트워크를 통해 촬영되었습니다. EHT는 지구 전체를 둘러싸고 있는 8개의 망원경과 레이더를 결합하여 구성된 광학 천문학 기술로, 이전까지는 촬영이 불가능했던 블랙홀의 중심을 직접 촬영하는 데 성공했습니다.

이 블랙홀의 이미지는 극도로 찌그러진 형태를 띠고 있으며, 중앙에는 불꽃처럼 밝게 빛나는 "빛의 그림자"가 보입니다. 이는 블랙홀 주변에 있는 물질들이 중력력으로 인해 빠르게 회전하며, 블랙홀의 중심에 떨어지는 과정에서 생성된 것입니다.

이 블랙홀의 발견은 우주에 대한 이해를 새롭게 발전시키는 중요한 발견으로 평가받고 있습니다. 이전까지는 이론적으로 존재하는 것으로 알려졌던 블랙홀을 직접 촬영함으로써, 우주에 대한 이해를 한 단계 더 발전시킬 수 있게 되었습니다.

블랙홀은 발견된 시점은 오래되었지만 새롭게 정립되는 개념과 이론이 많으므로 이해하는데 유연한 사고가 필요합니다. 감사합니다.