우주 최대 미스터리 중에 하나인 블랙홀은 어떻게 생성이 되나요?

Question

블랙홀은 강력한 힘으로 모든 것을 빨아드이는 것으로 알고 있습니다. 아직도 우주 최대 미스터리로 알고 있는데 이러한 블랙홀은 어떻게 생성되는 것인지 알려주세요?

Answer 1

안녕하세요. 이상현 과학전문가입니다.

블랙홀은 기타 다른별의 죽음과동일하게 폭발 후 중력수축에의해 한점으로 모이는 물질들의 합에의해 만들어집니다.

빛을 반사하거나 방출할정도로 중력이 약하면 백색왜성이나 중성자별 정도로 보일 수 있지만, 중력이 너무강해 빛을 흡수하는 크기가되는순간부터 블랙홀로 불리우게됩니다.

Answer 2

블랙홀은 우주에서 가장 신비로운 현상 중 하나로, 대량의 물질이 충분히 압축되어 중력이 너무 강력해져 광선마저 통과할 수 없는 공간을 형성하는 천체입니다. 블랙홀의 생성에 대한 정확한 매커니즘은 아직 완전히 밝혀지지 않았지만, 주요한 형성과정에 대한 이론적 이해가 있습니다.

블랙홀이 형성되는 과정은 주로 매우 무거운 별의 진화와 관련이 있습니다. 대략적인 과정은 다음과 같습니다:

1. 무거운 별의 진화: 블랙홀은 대량의 물질을 가진 별의 죽음으로부터 형성됩니다. 무거운 별들은 핵융합 반응을 통해 에너지를 생성하며 유지되는데, 핵합 반응 연료를 소진하면 중력에 의해 별은 수축하게 됩니다.

2. 중심 부분의 압축: 별의 중심에서 압력과 중력의 균형이 무너지게 되면 중심 부분은 압축되어 고밀도 상태로 변합니다. 이 과정에서 대부분의 물질은 별 내부로 압축되며, 별의 외부 부분은 폭발적으로 붕괴하게 됩니다.

3. 중심에서의 질량 압축: 중심 부분의 질량이 지나치게 압축되면 중력은 더욱 강력해져서 광선마저 통과할 수 없는 상태가 됩니다. 이 때 블랙홀의 이벤트 호라이즌(event horizon)이 형성되는데, 이것은 블랙홀의 표면처럼 중력이 너무 강력하여 탈출할 수 없는 경계를 의미합니다.

이러한 형성과정은 현재까지의 이론적 이해를 기반으로한 것이며, 실제로 블랙홀의 내부에 대한 직접적인 관측은 불가능하기 때문에 완벽하게 밝혀진 것은 아닙니다. 블랙홀은 우주의 미스터리 중 하나로 남아있으며, 관측 및 연구가 계속되고 있습니다.

Answer 3

안녕하세요. 김두환 과학전문가입니다.

블랙홀이 어떻게 생기는 지는 아직 정확하게 관측된 사실이 없습니다. 그래서 가설을 세우고 계산을 통해 이론적으로 생기는 과정을 유추할 수 있습니다. 블랙홀은 태양 질량의 수백배가 되는 별의 죽음으로 생성될 수 있으며, 애초에 우주에 있는 성간물질이나 가스가 응축하여 만들어질 수 있습니다. 별의 죽음으로 생기는 원리는, 거대한 별은 중력이 강합니다. 그래서 별이 살아 있을 때에는 핵융합 반응을 통해 열이 발생돼 별의 자체적인 중력과 평형을 이루며 별의 형태를 유지할 수 있습니다. 하지만 별이 죽게되면서 더 이상 핵융합 반응을 못하고 결국 자체 중력을 이기지 못하고 별이 붕괴하여 블랙홀이 되는것이죠. 애초에 우주에 있는 성간물질이나 가스가 응축하면서 만들어진 블랙홀은 물질이 뭉쳐 자체적으로 강한 중력을 이길만한 열, 에너지를 만들지 못하고 붕괴되어 블랙홀이 되버리는 것이죠. 물론 블랙홀이 되지 못할 정도의 질량체라면 중성자별이 될 수 있습니다.

Answer 4

안녕하세요. 홍기윤 과학전문가입니다.

블랙홀은 A. 아인슈타인의 일반상대성 이론에 근거를 둔 것이다. 물질이 극단적인 수축을 일으키면 그 안의 중력은 무한대가 되어 그 속에서는 빛 · 에너지 · 물질 · 입자의 어느 것도 탈출하지 못한다는 것이다. 블랙홀의 생성은 태양보다 훨씬 무거운 별이 진화의 마지막 단계에서 강력한 수축으로 생긴다는 설과 약 200억 년 전 우주가 대폭발(Big Bang)로 창조될 때, 물질이 크고 작은 덩어리로 뭉쳐서 블랙홀이 무수히 생겨났다는 설이 있다. 실제로 태양 질량의 10배 이상인 별이 블랙홀이라면 그 반지름이 수십㎞밖에 안 되고, 반대로 중력은 지구의 100억 배 이상이 된다. 블랙홀은 직접 관측이 불가능하기 때문에 오랫동안 이론적으로만 존재해 왔으나, 근래에 X선 망원경으로 백조자리 X-1이라는 강력한 X선원을 발견하여 그 존재가 확실해졌다. 블랙홀은 우리 은하계 안에도 약 1억 개가 있을 것으로 추산된다.

출처:지구과학용어사전

Answer 5

안녕하세요. 김재훈 과학전문가입니다.

블랙홀은 강력한 중력으로 인해 빛조차 탈출할 수 없는 천체입니다. 블랙홀은 별의 죽음에서 생성되는 것으로 가장 잘 알려져 있습니다. 별은 핵융합을 통해 에너지를 생성합니다. 핵융합은 별의 중심에서 일어나는 반응으로, 두 개의 원자가 결합하여 더 무거운 원자를 형성하면서 에너지를 방출합니다. 별의 연료가 고갈되면 핵융합이 중단되고, 별은 수축하기 시작합니다. 수축하는 과정에서 별의 중력은 점점 강해지고, 결국 별은 중력에 의해 붕괴됩니다. 붕괴된 별의 중심에는 매우 작은 영역이 형성되고, 이 영역은 블랙홀이 됩니다.

Answer 6

안녕하세요. 김태헌 과학전문가입니다.

보통 블랙홀은 태양의질량의 8배이상되는 별이 초신성 폭발을 일으킬때 그 중심부에서 폭발의 반작용으로 바로 생성됩니다

Answer 7

안녕하세요. 홍성택 과학전문가입니다..

일반적으로 별이 수소와 헬륨 등의 핵융합 반응을 통해 에너지를 생성하는 핵융합 반응을 지속할 수 있는 동안 중력과 열압력이 균형을 이루고 있습니다. 그러나 별의 연료가 소진되면 중력이 압도적으로 강해져 별의 중심 부근에서 압축이 진행됩니다.

이 압축은 별의 중심 부근에서 매우 높은 밀도와 온도를 만들어냅니다. 이러한 조건에서는 중력이 더 이상 압력을 상쇄시킬 수 없게 되고, 중심 부근의 물질은 더욱 압축되어 블랙홀로 붕괴됩니다. 이때 블랙홀은 중력이 너무 강력하여 빛도 포함한 모든 것을 흡수하는 공간으로 알려져 있습니다.