영화에 나오는 블랙홀의 강착원반 모양이 원형이 아닌 이유는 무엇인가요?

Question

영화 인터스텔라에는 가르강튀아라는 블랙홀이 나오는데요. 블랙홀의 강착원반이 원반 모양이라고 보기에는 다른 모양인데, 그런 모양인 이유는 무엇인가요?

Answer 1

안녕하세요. 송종민 과학전문가입니다.

강착원반(降着圓盤, accretion disk 어크리션 디스크[*], 문화어: 내려앉는원반)[1] 또는 '응축원반'은 중심물체의 주위로 궤도 운동하는 확산 물질에 의해 형성되는 구조이다. 중심 물체는 전형적으로 원시별, 백색 왜성, 중성자별, 또는 블랙홀이다. 원반 내의 불안정성은 각운동량을 재분배하며 디스크 내의 물질을 중앙 물체로 안쪽으로 나선방향으로 움직이게 한다.

예를 들어 욕조에 물을 가득 담았다고 하자. 물을 담은 욕조의 배수구를 열면 배수구 주위에 있던 물이 빙글빙글 돌면서 배수구로 빨려들어간다. 이와 마찬가지로 블랙홀에 빨려들어가면서 만들어지는 원반같은 형상을 강착원반 이라고 한다.

이 과정에서 나온 중력 에너지는 열로 변환되고 전자기 방사(放射)의 형태로 디스크 표면에서 방출된다. 그 방사의 주파수 영역은 중심 물체에 의존한다. 원시별의 강착원반은 적외선을 방출하며, 중성자별과 블랙홀은 엑스선을 방사한다. 한편 이러한 경우에도 빛들은 압력을 가지고 이를 행사하는 것으로 알려져있다.

Answer 2

안녕하세요. 최우혁 과학전문가입니다.

중력이 시공간을 왜곡시켜서 그렇습니다 가르강튀아의 원반은 원래 작성자님이 생각하신 원반같은 모양이지만 중력이 공간을 왜곡시키면서 뒷쪽 반절의 원반을 위로 들어올려 마치 빛이 상승하고 하강하는듯한 모양을 보여줍니다

Answer 3

안녕하세요. 김재훈 과학전문가입니다.

영화 인터스텔라에 나오는 가르강튀아 블랙홀의 강착원반은 중력 렌즈 효과로 인해 보이는 것입니다. 블랙홀은 질량이 매우 크기 때문에, 그 주변의 공간을 휘게 만듭니다. 빛은 휘어진 공간을 통과할 때 휘어지게 되는데, 블랙홀의 중력이 매우 강하기 때문에 빛이 매우 많이 휘어지게 됩니다. 블랙홀의 강착원반은 블랙홀의 중심에서 떨어지는 물질로 형성됩니다. 이 물질은 블랙홀의 중력에 의해 휘어지면서 강착원반을 형성하게 됩니다. 강착원반은 블랙홀의 중심에서 멀어질수록 휘어지는 정도가 줄어들게 됩니다. 따라서, 블랙홀의 중심에서 멀리 있는 부분의 강착원반은 덜 휘어져서, 원반 모양이 아닌 다른 모양으로 보일 수 있습니다.

Answer 4

안녕하세요. 김경태 과학전문가입니다.

영화에서 블랙홀의 강착원반 모양이 원형이 아닌 것은 시각적인 효과나 상상력을 위해서일 가능성이 높습니다. 실제 블랙홀의 강착원반 모양은 정확히 알려진 바는 없으며, 이는 블랙홀 자체의 특성과 우주의 곡률 등에 의해 결정됩니다.

블랙홀은 신성질체로서 중력이 극도로 강력한 천체입니다. 블랙홀의 중력은 주변 공간을 왜곡시키고, 광선 경로를 휘게 만들 수 있습니다. 이로 인해 블랙홀 주변의 빛이 휘어지거나 왜곡되는 현상이 발생합니다.

영화나 예술 작품에서는 이러한 블랙홀의 시각적인 효과를 강조하기 위해 강착원반 모양을 선택할 수 있습니다. 이 모양은 시청각적으로 흥미로울 뿐만 아니라, 블랙홀의 중력이 주변 공간을 왜곡시키는 모습을 잘 나타낼 수 있습니다.

Answer 5

안녕하세요. 박준희 과학전문가입니다.

블랙홀의 모양의 근원에 대해서는 아직 알려진바 없습니다. 관측된 형태가 그렇게 생겼기에 그런모양을 가지고 있을거라고 추측하는거죠.

감사합니다.