블랙홀이 생기는 원인은 무엇인가요?

Question

블랙홀은 우주에 대한 관심이 있는 사람에게 매우 흥미로운 주제입니다. 실제로 많은 영화나 소설에서도소재로 다루어 지기도 합니다. 그런데, 블랙홀이 생기는 원인은 무엇인가요?

아테나 · Accepted Answer

안녕하세요. 김태헌 과학전문가입니다.현재 지구에서 우주선을 타고 우주 공간으로 나가려면 최소 11.19km/s의 속도가 필요합니다. 이 속도가 바로 지구의 이탈속도 입니다.이탈속도는 탈출하고자 하는 천체의 질량의 재곱근에 비례하고 반지름의 제곱근에 반비례합니다.수식으로 나타내면 탈출속도 = 루트(2GM/r^2)으로 나타냅니다. G는 중력장수이고, M은 벗어나려는 물체의 질량, r은 그 물체의 반지름입니다.우리에게 익숙한 천체들의 이탈속도를 계산해보면달은 2.5km/s, 태양은 6백18km/s 등 임을 알수 있습니다.천체의 질량이 크거나, 아니면 질량은 크지 않아도 질량에 비해 반지름이 극히 작다면 그 천체를 탈출하기가 힘들 것입니다.간혹 이탈속도가 빛 속도 이상인 천체, 즉 빛의 속도로도 탈출할 수 없는 천체가 존재합니다. 이러한 천체는 빛도 탈출할수 없으므로 일반적인 방법으로는 관측할 수가 없습니다. 이러한 천체를 우리는 블랙홀이라 부릅니다.블랙홀은 별이 진화해 죽음에 이르면 나타납니다.그러나 모든 별이 블랙홀이 되는 것은 아닙니다.우주공간에 흩어져있는 성간물질이 중력에 의해 모이면 내부 온도가 올라갑니다. 내부 온도가 1천만℃에 이르면 핵융합 반응이 일어나 별이 됩니다.그러나 핵융합이 끝난 별은 중력 때문에 수축하며 죽음으로 치닫게 됩니다.

작은말벌290 · Answer

안녕하세요. 형성민 과학전문가입니다.블랙홀은 매우 높은 질량을 가진 천체가 중력의 영향력으로 인해 축적된 것입니다. 이러한 천체들 중 일부는 충돌하거나 병합되는 과정을 거치면서 더욱 커지고, 이어서 블랙홀을 형성할 수 있습니다. 이렇게 형성된 블랙홀은 극도로 강한 중력장을 가지게 되며, 그 중력장으로 인해 주위의 물질을 흡입합니다. 이러한 물질들이 블랙홀의 사건 근처에 이르러 높은 온도와 압력으로 압축되면서 강력한 방출을 일으키는 현상을 관측할 수 있습니다.

검붉은코뿔소 34 · Answer

안녕하세요. 김민규 과학전문가입니다.최초 블랙홀은 빅뱅 직후에 형성된 것으로 추정되고 있습니다. 블랙홀은 별의 생애 마지막 과정에서 중력으로 인해 붕괴되면서 생성됩니다

하얀도화지113 · Answer

안녕하세요. 김경태 과학전문가입니다.블랙홀은 매우 질량이 큰 천체가 중심부에 축적된 후 중력이 너무 강해져서 광선이 탈출할 수 없게 되어 생기는 천체입니다. 이러한 질량 축적은 다양한 원인으로 인해 발생할 수 있습니다.가장 일반적인 블랙홀의 형성 원인은 매우 질량이 큰 별이 폭발하는 즉, 초신성 폭발입니다. 초신성 폭발은 별 내부에서 일어나는 핵융합 반응 중 탄소, 산소, 질소 등의 핵성분이 소진되면서 중심부에 중력 붕괴가 일어나게 됩니다. 이 과정에서 별의 질량이 매우 커지고, 중심부에는 매우 높은 밀도의 물질이 축적됩니다. 이렇게 매우 높은 밀도와 질량이 축적되면 중력이 매우 강해져서 광선이 탈출할 수 없게 되어 블랙홀이 형성됩니다.

똑똑한칠팔매132 · Answer

안녕하세요. 박병윤 과학전문가입니다.블랙홀이 만들어지는 과정은 정확히 규정을 할 수는 없는 다만 추정을 하기로는 별의 죽음에 의해 생성될 수 있다고 합니다.별이 죽게되면서 핵융합 반응을 못하면서 병이 붕괴하여 블랙홀이 된다고 예측이 된다고 합니다.워낙 미지의 세계이기에 명확하게 과학적으로 설명할 수는 없습니다.감사합니다.

지구과학·천문우주

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블랙홀이 생기는 원인은 무엇인가요?