안녕하세요. 송종민 과학전문가입니다.
블랙홀은 1789년 영국의 존 미첼, 프랑스의 수학자 라플라스 등이 처음으로 생각해 낸 것으로 오랫동안 이론상으로만 존재해 왔다. 그러다가 아인슈타인의 상대성이론에 의해 이론적으로 입증되었으며, 인공위성에서 찍은 X선 망원경으로 백조자리에 있는 시그너스 X-1이라는 블랙홀이 발견되면서 블랙홀의 존재가 확실해졌다.
우리가 별이나 은하를 볼 수 있는 것은 그 별(은하)에서 빛이 나오기 때문인데 블랙홀은 빛이 나오지 못하므로 결코 볼 수 없다. 따라서 육안으로 식별할 수 없기 때문에 블랙홀의 존재를 확인하는 방법은 관측이 아닌 다른 방법에 의해서 이루어진다. 블랙홀 근처에 어떤 별이 있다면 이 별에서 방출되는 기체가 블랙홀로 끌려들어가면서 X선이 방출된다. 별이 보이지 않는 우주 공간에서 X선이 방출되고 있는 것이 전파망원경으로 확인되면 블랙홀이 있는 위치를 알 수 있다. 또 블랙홀 반대편에 있는 별빛이 블랙홀 근처를 지날 때에는 그 빛이 휘어서 우리 눈에 도달하므로 블랙홀의 위치를 알 수 있다.
연구자들은 우주 초기부터 보낸 이 희미한 빛을 분해함으로써 그들은 빛 안에 포함된 주파수 사이에서 예상치 못한 스파이크를 발견했다. 이는 블랙홀 주변의 뜨거운 물질이 우주 전체에 희미한 방사선 흔적을 방출하고 있다는 주요 신호이다.
그러나 블랙홀이 어떤 과정을 거쳐 젊은 우주 전체에 그렇게 갑자기 대거 형성되었는지는 여전히 수수께끼로 남아 있다.
빅뱅 이후 많은 블랙홀들이 그렇게 빨리 성장했는지에 대해서는 두 가지 주요 이론이 있다. 블랙홀은 오늘날 우리가 알고 있는 것보다 훨씬 빠르게 형성된 거대한 별의 잔해이거나 엄청나게 밀도가 높은 가스 구름이 갑자기 시공간의 모든 것을 함몰시키는 특이점으로 붕괴되어 형성되었다는 것이다.
