화이트홀에 대해 궁금해서 문의 드립니다.

Question

모든 것을 빨아들인다는 블랙홀과 반대 개념으로 모든 것을 내놓기만 한다는 화이트 홀이 있다고 들었는데 과학적으로 실증된 이론인지 궁금합니다.

Answer 1

화이트홀릉(White hole theory)은 일부 물리학자들이 주장하는 이론으로, 검증되지 않은 이론 중 하나입니다. 이론에 따르면, 블랙홀과는 반대로 입구가 존재하지 않는 밝은 공간이 존재하며, 시간이 지나면서 물질이 이 공간에서 나와서 우주로 흘러나오게 된다고 합니다.

화이트홀릉 이론의 가장 유명한 과학자 중 한 명은 존 마이클스(John Archibald Wheeler)입니다. 그는 1955년에 이론을 처음 제안하였으며, 블랙홀 이론의 공동 창시자로도 유명합니다. 존 마이클스는 또한 저명한 과학자 리처드 파인만(Richard Feynman)과 함께 일한 바 있습니다.

존 마이클스의 저서 중에서는 "Geons, Black Holes, and Quantum Foam: A Life in Physics"와 "Gravitation" 등이 있습니다. "Gravitation"은 일반상대론과 중력의 이론에 대한 대표적인 참고서 중 하나입니다.

그러나, 화이트홀릉 이론은 아직까지 검증되지 않은 이론 중 하나입니다. 따라서 이론에 대한 전문가들은 이론을 증명하거나 반증하기 위한 실험적인 증거가 필요하다고 주장합니다.

Answer 2

안녕하세요. 과학전문가입니다.

간단히 말씀드리면 블랙홀이 흡수하낟고 하면 화이트홀은 이에 반대되는 개념으로 무한히 방출하는 개념입니다. 이는 이론적으로만 있는 것입니다. 아직 과학적으로 검증된 건 없으며 발견된 사례도 없습니다.

Answer 3

안녕하세요. 이주성 과학전문가입니다.

블랙홀이 모든 것을 빨아들이는 천체라면, 반대로 모든 것을 내보내는 천체도 있을 것이라는 가정에서 나왔습니다. 아무것도 없는 데서 질량이 나올 수는 없으니, 블랙홀에서 빨려 들어간 질량이 화이트홀로 나오는 것이고, 이 둘을 이어주는 웜홀이 있을 것이라고 생각하였다습니다. 아예 생뚱맞은 주장인 것은 아닌데, 일반 상대성 이론에서 '블랙홀에 빨려들어간 에너지는 중력에 의해 무한 압축되지만 질량의 총량이 변하는 것이 아니므로 압축된 질량을 방출하는 에너지원의 존재가 있을 것이다'라는 가정을 수학적으로 풀어놓은 일종의 Ad Hoc 개념입니다.

다만, 수학적으로만 존재하고 실제 존재 증거가 전혀 발견되지 않아 웜홀과 더불어 존재가 부정되는 종류 중 하나였습니다. 퀘이사가 처음 발견되었을 당시에는 화이트홀로 여겨졌으나, 연구가 거듭되면서 블랙홀의 한 형태임이 밝혀지자 화이트홀 이론은 점점 사라져가는 추세입니다. 이론상 화이트홀이 지속해서 존재하려면 막대한 양의 음의 에너지가 화이트홀 주변을 감싸주어야 합니다. 그러나 음의 에너지는 오랫동안 존재하는 것이 불가능하므로 화이트홀이 실재한다고 해도 관측하는 것은 사실상 불가능에 가깝습니다.

이후 호킹 복사로 인해 에너지가 블랙홀 바깥으로 방출되는 현상이 발견되면서 블랙홀이 질량을 무한히 흡수하는 존재가 아니라 오히려 천천히 증발하다가 언젠간 소멸할 존재라는게 밝혀졌습니다. (양자론적으로 이해만 됐을 뿐, 검증은 안 됐습니다.)

또한 질량이 무한히 방출되는데 화이트홀 자체의 중력은 그렇다 쳐도 방출된 질량의 중력장은 온전하므로 결국은 화이트홀을 감싸는 블랙홀이 생성됩니다.

질량/에너지 방출이라는 개념을 놓고 볼 때에는 빅뱅을 화이트홀의 한 형태로 보는 이론도 존재합니다. 관련 논문으로 2014년, 이탈리아의 과학자들이 5차원 진공에서 발생한 초대질량 화이트홀에 의한 빅뱅의 개념에 대해 수학적으로 탐구한 것이 있습니다.

Answer 4

안녕하세요. 김학영 과학전문가입니다. 아니오, 화이트홀(White hole)은 일종의 이론적인 천체입니다. 일반 상대성 이론에서 블랙홀(Black hole)은 공간과 시간을 왜곡하여 빛도 탈출할 수 없는 천체로서, 모든 것을 흡수합니다. 이와는 반대로, 화이트홀은 모든 것을 방출하는 천체로서, 빛도 포함하여 모든 물질과 에너지를 방출합니다.

그러나 화이트홀은 아직까지 관측되지 않았으며, 물리학적으로도 검증되지 않았습니다. 이론적으로 가능성은 있지만, 현재까지는 존재 여부를 확인할 방법이 없습니다.

따라서, 화이트홀은 아직까지는 이론적인 천체로서 실증되지 않았습니다.

Answer 5

안녕하세요. 박준희 과학전문가입니다.

화이트홀은 개념적으로는 존재할뿐 아직까지 실존하는지는 블랙홀만 증명되었고 화이트홀은 없습니다. 시간이 더 지나면 가능성도 있겠지요.

감사합니다