Lined Notebook

영화 '인터스텔라'는 정확히 5년 전에 개봉했다. 그 이후로, 새로운 발견들이 블랙홀에 대한 우리의 생각을 바꿔 놓았다.

by 스다미

모든 은하의 중심에는 초거대 블랙홀이 있는데 중력이 너무 강해서 빛도 아닌 그 어떤 것도 그 경계에서 벗어날 수 없다. 영화 인터스텔라에서는 가르간투아라는 가상의 블랙홀이 중심을 잡는다. 그 속에서 매튜 맥코너히와 앤 해서웨이는 지구에서 100억 광년 떨어진 가간투아 궤도를 도는 세 개의 행성을 탐사하기 위해 웜홀을 통과하는 우주 비행사 역할을 하는데 결국, 맥코너히의 캐릭터는 그의 배를 초거대 블랙홀로 항해한다. 그 안에서 그는 5차원, 차원간 전지적 존재들, 그리고 시공간을 가로질러 소원해진 딸과 의사소통하는 능력을 발견한다. 크리스토퍼 놀란 감독과 그의 시각 효과 팀은 "인터스텔라"에서 뛰어난 과학적 정확성을 위해 노력했다. 그들은 심지어 이론 물리학자이자 노벨상 수상자인 킵 쏜을 컨설턴트로 고용했다. Thorne은 영화 개봉에 앞서 한 인터뷰에서 "어떤 할리우드 영화에서도 웜홀이나 블랙홀이 실제로 등장하지 않는 방식으로 묘사되지 않았다"며 "그들이 실제로 등장할 수 있는 방식으로 묘사되지 않았다"고 말했다. "아인슈타인의 일반 상대성 방정식으로 묘사가 시작된 것은 이번이 처음입니다." 사실, 이 영화의 가르간투아 묘사는 블랙홀을 가장 정확하게 묘사한 영화라는 찬사를 받았다. 하지만 지난 5년 동안, 블랙홀에 대한 몇 가지 주요 발견은 물리학자들에게 이 거대한 물체가 어떻게 생겼고 어떻게 행동하는지 새로운 통찰력을 주었는데 그 정보에 따르면, 가르간투아는 많은 면에서 여전히 가깝지만 완전히 정확하지는 않다. 초거대 블랙홀은 별들이 수명주기가 끝날 때 스스로 붕괴할 때 형성된다. 평균적으로, 그것들은 태양보다 수백만 배 더 크다. 과학자들은 블랙홀을 카메라에 담기 위해 수십 년 동안 고군분투했는데 왜냐하면 블랙홀은 너무 거대하고 너무 빨리 회전하기 때문에 그들의 중력으로부터 어떤 것도 벗어날 수 없다는 것을 보장하면서 시공간을 왜곡하기 때문이다. 빛조차 빠져나갈 수 없기 때문에 이 힘들은 블랙홀의 중심에 완벽한 원의 형태로 독특한 그림자를 만들어 낸다. 그 중심부의 외곽 경계는 블랙홀의 사건 지평선, 즉 "돌아올 수 없는 지점"이라고 알려져 있다. 하지만 4월에, 국제 Event Horizon 망원경 (EHT) 협동의 한 과학자 그룹이 초거대 블랙홀의 사진을 대중에게 처음으로 공개했다. "가스의 구름이 블랙홀에 가까워질수록, 그들은 속도를 높이고 열을 가합니다," 옥스포드 대학의 천체물리학자인 조세핀 피터스가 이전에 비즈니스 인사이더에게 말이다. "빠르고 뜨거워질수록 밝게 빛납니다. 결국 가스 구름은 블랙홀의 당김이 그것을 얇은 호로 뻗어나갈 정도로 가까워집니다." 전례 없는 이 사진은 지구에서 약 5천 4백만 광년 떨어진 메시에 87 은하의 중심에 있는 초거대 블랙홀을 보여주고 있는데 블랙홀의 질량은 65억 개의 태양과 맞먹는다. 이 이미지를 촬영하기 위해 천문학자들은 지구 전체에 걸쳐 동기화된 8개의 망원경으로부터 수년간의 데이터에 의존했는데 즉, 이미지는 사진이 아니라 재구성된 뷰라는 말이다. "마치 우주와 시간의 끝에서 지옥의 문을 보는 것 같아요," 라고 이 사진이 출판되었을 때 Event Horizon 망원경의 협력자인 Heino Palke가 말했다. "EHT 팀의 다음 목표는 우리 은하 중심에 있는 블랙홀인 Sagittarius A*일 것입니다." 이 애니메이션은 블랙홀을 둘러싼 중력이 공전하는 가스, 먼지, 죽은 별, 그리고 다른 우주 쓰레기통에서 빛을 어떻게 비틀는지 보여준다. 마치 어두운 심연을 휘감고 있는 불의 무지개처럼 보일 것이다. 블랙홀은 어떻게 보느냐에 따라 외관이 달라 보인다. 측면도 이벤트 수평선 주위로 디스크의 축적을 표시한다. M87의 블랙홀이 회전할 가능성이 높기 때문에 디스크는 한쪽 면보다 더 밝게 보일 것이고, 이는 먼지와 가스 구름도 회전시킬 수 있기 때문이다. 그래서 우리의 눈을 향해 움직이는 물질은 멀리 움직이는 물질보다 더 밝게 보일 것이다. 마치 등대의 등불처럼. Thorne에 따르면 '인터스텔라'의 블랙홀이 M87 블랙홀 이미지와 일치하지 않는 이유는 놀란이 그 밝음과 조광 현상을 생략하기로 선택했기 때문이라고 한다. Thorne은 "인간의 눈은 전체 밝기가 그렇게 극과 극일 때 구멍의 양쪽 밝기 차이를 구별하지 못할 것 같다"고 말했다. 그래서 이 영화의 블랙홀은 내내 같은 밝기를 가지고 있는 것으로 보인다. 과학자들은 우리 은하 중심에 초질량 블랙홀이 있다는 것을 확인했다. 초질량 블랙홀은 우주에서 흔하다. - 그것들은 과학자들이 조사한 거의 모든 은하계의 중심에서 발견되었다. 은하수 중심에 있는 블랙홀인 궁수자리 A*는 2만5000광년 떨어져 있고 우리 태양보다 400만 배나 무겁다. 궁수자리 A*의 배설 원반은 폭이 약 1억 마일, 즉 지구와 태양 사이의 거리보다 조금 더 넓다. 2018년 10월, 천문학자들은 궁수자리 A*가 빛의 30%인 2억 1천만 마일의 속도로 뜨거운 가스를 빨아들이는 것을 목격했다고 발표했다. 그것은 지구에서 망원경으로 탐지된 세 개의 강력한 방사능 폭발을 촉발시켰다. 당시 연구 저자들은 플레어가 "오래전부터 추측해 온 것처럼 우리 은하 중심에 있는 물체가 초거대 블랙홀이라는 것을 오랫동안 기다려온 확인"이라고 말했다. 이번 연구에 참여하지 않은 옥스퍼드 대학의 천체물리학자인 조세핀 피터스는 앞서 비즈니스 인사이더에게 "자신이 블랙홀에 소모되지 않고 블랙홀에 도달할 수 있는 한 가까운 곳에 관측된 것"이라고 말했다. 그러나 피터스는 궁수자리 A*가 "아직도 믿을 수 없을 정도로 신비롭다"고 덧붙였다. 과학자들이 궁수자리 A*와 같은 블랙홀에 대해 더 많이 알수록 놀란과 같은 더 나은 감독들이 할리우드 블록버스터에서 블랙홀을 묘사할 수 있을 것이라고 말했다.

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