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아인슈타인이 상대성 이론을 발전시켰을 때, 텐서 미적분학이라 불리는 위압적인 형태의 수학을 이용하여 수학 문제를 푸는 데 약 10년이 걸렸다. 그는 단지 자신의 방정식에 대한 해답의 근사치를 할 수 있었을 뿐이고 수학은 여전히 최고의 과학적인 두뇌까지도 당황하게 한다. 하지만, 이 도전은 아인슈타인의 현대 천문학자들 중 한 명인 칼 슈바르츠실트라는 이론 물리학자를 단념시키는데 아무런 도움이 되지 않았다. 슈바르츠실트는 천성적으로 실용적인 개인이었다. 예를 들어 그는 스펙트럼을 연구하는 새로운 방법을 개척했다. 그러나 그는 이론적 개념을 다루는 능력에 뛰어났고 1915년 아인슈타인의 일반 상대성에 관한 기사가 발표되었을 때 슈바르츠실트는 그들의 중요성을 가장 먼저 인식한 사람 중 한 명이었다. 슈바르츠실트..

우리는 "정보"가 무엇을 의미하는지, 그리고 왜 그것이 보존되어야 하는지를 결정해야 한다. 물리학은 결정론에 의해 지배된다: 우리는 어떤 시스템의 미래 행동을 예측하기 위해 물리 법칙을 사용할 수 있는데 그게 물리학의 전부야 상자 속에 앉아 있는 입자든, 복잡한 화학 반응이든, 아니면 우주 전체든 간에, 물리학에 대한 우리의 지식은 우리가 현재에서 미래로 우리의 지식을 가져가는 확고하고 신뢰할 수 있는 예측을 할 수 있게 해준다. 그리고 그 같은 기술은 우리가 과거를 파헤칠 수 있게 해준다. 만약 우리가 시스템에 대해 알아야 할 모든 것을 알고 있다면, 미래로 확장되는 동일한 물리 법칙도 과거로 확장된다 - 우리는 그 시스템이 어떻게 행동해왔는지 또는 어떻게 동등하게 쉽게 행동할 것인지를 보면서 시계를 ..

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 고용했..

작은 공간에 더 많은 질량을 넣을수록 중력의 힘은 더 강해진다. 아인슈타인의 일반 상대성 이론에 따르면, 어떤 것이 얼마나 조밀해질 수 있고 여전히 거시적이고 3차원적인 물체로 남아 있는가에 대한 천체물리학적 한계가 있다. 그 임계값을 초과하면 블랙홀이 될 운명인것이다. 중력이 너무 강해서 사건의 지평선을 만드는 공간과 그 안에서 아무것도 빠져나갈 수 없는 공간이다. 아무리 빨리 움직인다 해도, 얼마나 빨리 가속한다든지, 우주의 궁극적인 속도 제한인 빛의 속도로 움직인다 하더라도, 빠져나올 수 없다. 사람들은 종종 중력 붕괴에 맞설 그 사건 지평선 안에 안정된 형태의 초감각 물질이 있는지, 그리고 정말로 특이성이 불가피한 것인지에 대해 궁금해 했다. 그러나 오늘날 우리가 알고 있는 물리 법칙을 적용한다면..

그 이름이 너를 속이지 않도록 해라: 블랙홀은 빈 공간이 아니다 오히려, 그것은 아주 작은 지역에 꽉 들어찬 엄청난 양의 물질이다. - 태양보다 10배나 더 큰 별을 생각해 보자. 그 별을 뉴욕시의 지름 정도 되는 구에 압축했다고 생각하면 된다. 그 결과는 빛조차 빠져나갈 수 없을 정도로 강한 중력장 발생한다. 최근 몇 년 동안 NASA는 우주에서 가장 매혹적인 이 이상한 물체의 새로운 이미지를 그렸다. 빛이 빠져나갈 수 없을 정도로 거대하고 밀도 높은 우주에 있는 물체에 대한 생각은 수 세기 동안 있었다. 가장 유명한 것은 아인슈타인의 일반 상대성 이론에 의해 예측되었는데, 이 이론은 거대한 별이 죽으면 작고 밀도 높은 잔해핵을 남긴다는 것을 보여주었다. 만약 핵의 질량이 태양의 질량의 약 3배 이상이..