블랙홀이랑 블랙홀이 만나면 어떻게 되나요?
블랙홀이 주변에 있는건 전부 빨아들인다고 하던데 블랙홀 주변에 블랙홀이 또 있으면 어떻게 되나요?? 블랙홀이 블랙홀을 빨아들일수가 있나요??
안녕하세요. 이상현 과학전문가입니다.
블랙홀끼리 충돌하는 경우 강력한 중력파가 발생되며 서로 합쳐지게 됩니다.
빨아들이는 과정을 관측할 수 는 없지만 주변 강착원반을 통해서 유추할 수는 있습니다.안녕하세요. 김학영 과학전문가입니다. 충돌한 블랙홀들이 서로 합체하여 더 큰 질량을 갖는 블랙홀로 변할 수 있습니다. 이는 블랙홀의 질량과 회전력이 합쳐지는 결과를 가져올 수 있습니다.
안녕하세요. 원형석 과학전문가입니다.
블랙홀이 서로 만나면 어떻게 될까?
은하와 은하의 만남, 블랙홀과 블랙홀의 만남은 우주 전체에 영향을 끼치는 대 사건이라고 할 수 있다. 고 중력 물질이 수많은 별을 거느리는 은하, 고 중력 물질이 모든 것을 빨아들이는 블랙홀은 크게 보면 초 고중력의 물질이 이루어낸다는 점에서 거의 같다고 볼 수 있습니다.
그렇다면 블랙홀끼리 만난다면 어떻게 될까요?
일단 확인된바가 없으므로 이론만으로 설명을 하겠습니다.
블랙홀끼리 만나면 일단 서로 중력싸움을 합니다. 일종의 힘겨루기죠. 만약 두 블랙홀의 중력이 다르다면 강한 쪽으로 약한 쪽이 끌려가 강한쪽이 약한쪽을 먹게 됩니다. 그리고 같은 블랙홀이라면 서로 팽팽한 대결을 펼치겠지요.
여기서 중요한것이 회전방향인데요. 두 블랙홀의 회전 방향에 따라 힘겨루기의 결과가 바뀌게 됩니다. 이것은 두 블랙홀의 중력이 다르든 같은 상관이 없습니다.
한쪽은 시계방향, 한쪽은 시계 반대방향 이라면 두 블랙홀은 서로 맞물려 돌아가게 됩니다. 톱니바퀴 2개를 연결해 놓고 한쪽은 시계방향, 한쪽은 시계 반대방향으로 돌려 보시면 잘 맞물려 돌아가는 것을 보실 수 있으실 것입니다.
블랙홀의 외각이 서로 딱 맞아 좀처럼 두 블랙홀이 합쳐질 기회를 보지 못합니다. 그리고서는 한쪽의 힘이 더 강해지는 순간 한쪽이 파괴되면서 흡수되어 버립니다. 큰 톱니바퀴를 빠르게 돌리면 작은쪽은 더욱 더 빨리 돌아야 하므로 작은쪽이 먼저 고장나는 것과 같은 이치입니다.
그렇게 되면 큰 블랙홀은 멀쩡하고 작은 블랙홀만 사라지며 작은 블랙홀을 흡수하면서 큰 블랙홀이 커지게 됩니다. 작은 블랙홀만큼 커진다고 생각하시면 됩니다. 정확하게는 큰 블랙홀도 약간의 피해가 있기 때문에 그만큼을 빼줘야 합니다.
그렇다면 서로 같은 방향이라면?
톱니바퀴를 같은 방향으로 회전시키는 두 톱니바퀴는 돌아가려고 하지 않습니다. 그러다가 작은 쪽이 부숴지면서 큰 톱니바퀴가 돌아가게 됩니다. 블랙홀도 마찬가지 입니다. 서로 빨아들이려는 방향이 다르기 때문에 물체를 놓고 경쟁을 합니다. 그러다가 중력이 작은 쪽 블랙홀이 힘이 딸려서 포기하고 작은 블랙홀까지 큰 블랙홀이 먹어 버립니다. 큰 블랙홀은 싸움에서 이겨 물체를 먹고 커졌고 작은 블랙홀은 못먹어 줄어들었으니 말이죠.
하지만 이 과정에서는 큰 블랙홀도 피해가 만만치 않습니다. 작은 블랙홀과 겨루기를 계속 해나가다가 작은 블랙홀을 먹게 되기 때문에 작은 블랙홀 만큼 큰 블랙홀이 줄어들게 됩니다. 역시 위에서처럼 더 빼주어야 하는 부분도 있고 먹은 만큼 더해줘야 하는 부분도 있습니다.
그렇듯 블랙홀 2개가 만나면 회전 방향에 따라 결과가 바뀝니다. 그렇다면 두 블랙홀의 힘이 같다면 어떻게 될까요?
어떻든 간에 둘다 사라지게 됩니다.
방향이 같다고 가정해 봅시다. 블랙홀끼리 서로 돌아가며 서로를 흡수합니다. 합쳐지는 순간 중심의 핵이 서로 방향이 달라 핵끼리 충돌을 일으킵니다. 시계방향으로 돌려는 에너지와 반대 방향으로 돌려는 에너지의 합력이 0이 되기 때문에 블랙홀의 회전이 멈추고 회전이 멈춘 블랙홀은 소멸하게 됩니다.
회전 방향이 다른 톱니바퀴가 맞물려 있을때는 잘 돌지만 둘을 겹쳐 놓으면 어느쪽으로도 돌지 않는 것과 같은 이치입니다.
두 블랙홀은 처음에는 자신의 속도를 유지하다가 서로 가까워 지면 질수록 느려져 둘이 합쳐지는 순간 회전이 0이 되어 사라집니다. 역시나 정확하게 말하면 블랙홀을 유지 할 수 없을 정도로 느려지는 순간 사라지기 때문에 합쳐지기 얼마 전에 사라지게 됩니다.
천천히 느려지면서 조용히 사라지게 되죠.
그렇다면 방향이 다르면 어떻게 될까요?
두 블랙홀이 힘겨루기를 하는 과정에서 서로 팽팽하다 보니 역시 회전을 못하게 됩니다. 서로 방향이 같은 톱니바퀴를 맞물려 놓고 같은 힘으로 돌리면 절대 돌아가지 않는 것과 마찬가지 입니다.
그러다가 블랙홀의 에너지가 0이 되는 순간 블랙홀이 자신을 유지하지 못하고 소멸하게 됩니다. 블랙홀도 물체를 흡수하기 위해 중력이라는 에너지를 소비하기 때문이죠. 합쳐지기도 전에 서로 닿는 순간 엄청난 충격파를 발산하며 사라지게 됩니다.
톱니바퀴 2개가 서로 계속 자신의 방향으로 움직이려 하다가 결국은 둘다 부숴지는 것과 같은 이치입니다. 에너지가 0이 되는 순간 서로 소멸하기 때문에 충격파는 발생되지 않아야 하지만 실제론 에너지가 0이 되기 전에 블랙홀이 자신을 유지하지 못하고 소멸하게 되므로 남은 에너지만큼의 충격파가 우주에 퍼지는 것입니다.
물론 블랙홀은 기본적으로 태양의 4배 이상의 에너지가 있어야 하므로 태양계 전체가 폭발하는 순간만큼의 충격파를 발생하게 되겠죠.
결국 모든 조건이 동일한 블랙홀 2개가 만난다면 어떠한 상황에서는 두 블랙홀이 모두 소멸하게 됩니다.
안녕하세요. 김경태 과학전문가입니다.
블랙홀은 매우 강한 중력장을 발생시켜 주변 물체를 흡수합니다. 만약 두 개의 블랙홀이 만나게 되면, 그들은 서로를 끌어당기며 충돌합니다. 이 과정에서 블랙홀은 더욱 커져서 더욱 강한 중력장을 발생시키게 됩니다.
두 블랙홀이 합쳐지면서 새로운 블랙홀이 생성되는데, 이 과정에서 매우 강한 중력파가 방출됩니다. 이 중력파는 우주의 공간과 시간을 왜곡시키며, 매우 강한 파동으로서 인류에게도 큰 영향을 미칠 수 있습니다.
그러나, 블랙홀은 매우 강한 중력장을 발생시키기 때문에, 두 개의 블랙홀이 충돌하여 합쳐지는 과정은 매우 짧은 시간에 이루어집니다. 따라서, 블랙홀이 충돌하여 합쳐지는 과정은 매우 어렵게 관측될 것으로 예상됩니다.
