블랙홀이 되기 위해서 중력 속도가 빛의 속도보다 빨라야 되나요

Question

별이 블랙홀이 되기 위해서 중력 속도가 빛의 속도보다 빨라야 되나요. 그래서 빚조차 빠져나갈 수 없는 정도로 강한 중력을 지녀야 되는 건가요

Answer 1

안녕하세요! 손성민 과학전문가입니다.

블랙홀이 되기 위해서는 중력 속도가 빛의 속도보다 빨라야 합니다. 이는 블랙홀의 가장 중요한 특징 중 하나인 이벤트 호라이즌을 형성하기 위해서입니다. 이벤트 호라이즌은 중력이 너무 강해져서 빛조차도 탈출할 수 없는 지점으로 블랙홀의 경계선이라고 생각하시면 됩니다.

따라서 블랙홀이 되기 위해서는 매우 강한 중력을 지녀야 합니다. 이는 물체가 블랙홀로 빠져들어가는 속도가 빛의 속도보다 빠르기 때문에 빛도 탈출할 수 없게 됩니다. 이렇게 빛도 탈출할 수 없는 정도로 강한 중력을 지니는 것이 블랙홀의 가장 큰 특징 중 하나입니다.

그러나 중력 속도가 빛의 속도보다 빠르다고 해서 모든 물체가 블랙홀이 되는 것은 아닙니다. 블랙홀이 되기 위해서는 물체가 충분히 작아야 하며 그리고 충분히 많은 질량을 지니고 있어야 합니다. 이는 블랙홀의 질량이 매우 크기 때문에 중력이 매우 강해지기 때문입니다. 이는 블랙홀의 가장 중요한 특징 중 하나이며 우주의 이해에 있어서도 매우 중요한 개념입니다. 감사합니다.

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Answer 2

안녕하세요. 김경태 과학전문가입니다.

네, 블랙홀은 중력이 매우 강해져서 질량이 충분히 작은 공간에 압축되어 일어나는 천체입니다. 블랙홀의 중심부에는 중력이 매우 강해져서, 빛도 포함한 모든 물체가 블랙홀의 중심부로 끌려들어가게 됩니다. 이 때 블랙홀의 중심부에서는 중력 속도가 빛의 속도보다 빠르다는 것이 실험적으로 증명되어 있습니다.

Answer 3

안녕하세요. 박성학 과학전문가입니다.

블랙홀이 되기 위한 조건은 태양정도의 질량을 가진 별이 지금 6km 정도로 수축되어야 가능하다고 합니다

Answer 4

안녕하세요. 송종민 과학전문가입니다.

지금까지 블랙홀의 쉬운 이해를 위해 고전 역학의 탈출 속도 개념을 이용해 설명했지만, 현대 물리학에서 이해하고 있는 블랙홀의 실제 성질은 고전 역학의 개념과 맞지 않는 것들이 있다. 예를 들어, 고전 역학에서는 광속이 가장 빠른 속도가 아니다(사실 가장 빠른 속도란 개념 자체가 없다). 따라서 광속보다 빠르다면 블랙홀을 탈출할 수 있다. 사실, 탈출 속도는 가속도를 받지 않는 물체에 적용되는 것이므로 인위적으로 가속을 주면 그보다 느린 속도로 출발해도 블랙홀을 탈출할 수 있게 된다. 그러나, 20세기 초 도입된 현대의 역학체계인 상대성 이론에 따르면 빛보다 빠른 물체는 존재하지 않는다. 또한, 어떤 식으로 물체가 운동하더라도 블랙홀 내부에서는 바깥 방향으로 한발짝도 움직일 수 없다.