블랙홀의 무서운 진실

~에 의해 크리스 엠비그리고 애리조나 대학교

할로윈은 유령, 고블린, 오우거가 출몰하는 시간이지만 우주에서 블랙홀보다 더 무서운 것은 없습니다.

블랙홀 – 중력이 너무 강해서 아무것도 빠져나갈 수 없는 우주 공간 -은 요즘 뉴스에서 뜨거운 화두입니다. 반 2020년 노벨 물리학상 그는 블랙홀이 아인슈타인의 중력 이론의 불가피한 결과임을 보여주는 수학 연구로 로저 펜로즈 상을 수상했습니다. Andrea Ghez와 Reinhard Genzel은 그것을 보여주기 위해 다른 절반을 공유했습니다. 우리 은하의 중심에 초거대질량 블랙홀이 있다.

블랙홀이 무서운 이유는 세 가지입니다. 별이 죽을 때 남겨진 블랙홀에 빠지면 산산조각이 난다. 그리고 모든 은하의 중심에서 볼 ​​수 있는 거대한 블랙홀은 만족할 줄 모르는 식욕을 가지고 있습니다. 블랙홀은 물리 법칙이 모호한 곳입니다.

저는 30년 넘게 블랙홀을 연구해왔습니다.. 특히, 초거대질량 블랙홀에 주목 은하의 중심에 있는 것입니다. 그들은 종종 활동하지 않지만 활동하고 별과 가스를 먹을 때 블랙홀 근처의 영역은 전체 호스트 은하를 능가할 수 있습니다. 블랙홀이 활동하는 은하를 퀘이사. 지난 수십 년 동안 우리가 블랙홀에 대해 배운 모든 것을 가지고도 여전히 많은 블랙홀이 있습니다. 해결해야 할 퍼즐.

블랙홀 죽음

거대한 별이 죽을 때 블랙홀이 형성될 것으로 예상됩니다. 별의 핵연료가 고갈된 후, 별의 핵은 원자핵보다 100배 더 밀도가 높은 상상할 수 있는 가장 밀도가 높은 물질 상태로 붕괴됩니다. 이것은 너무 조밀하여 양성자, 중성자 및 전자가 더 이상 별도의 입자가 아닙니다. 블랙홀은 어둡기 때문에 발견될 때 그들은 평범한 별 주위를 도는. 일반 별의 특성을 통해 천문학자들은 암흑 동반자인 블랙홀의 특성을 추론할 수 있습니다.

최초로 확인된 블랙홀이다. 시그너스 X-1, 백조자리에서 가장 밝은 X선 소스. 그 이후로 일반 별이 블랙홀을 공전하는 시스템에서 약 50개의 블랙홀이 발견되었습니다. 그들은 가장 가까운 예입니다 은하수에 1000만 흩어질 것으로 예상.

블랙홀은 물질의 무덤입니다. 빛조차도 그것에서 벗어날 수 없습니다. NS 블랙홀에 빠진 사람의 운명 그것은 고통스러운 “스파게티테이션”이 될 것인데, 스티븐 호킹이 그의 책에서 주장한 아이디어입니다. 시간의 역사에 대하여. “여기에 들어오신 분들입니다.

모든 은하계의 배고픈 괴물

지난 30년 동안 허블 우주 망원경을 사용한 관측에 따르면 모든 은하는 중심에 블랙홀이 있다. 더 큰 은하는 더 큰 블랙홀을 포함합니다.

자연은 태양 질량의 몇 배에 달하는 별의 시체부터 수백억 배 더 큰 괴물에 이르기까지 놀라운 질량 범위에서 블랙홀을 만드는 방법을 알고 있습니다. 이것은 사과와 기자의 피라미드의 차이와 같습니다.

작년에 천문학자들이 파일을 발표했습니다. 블랙홀의 첫 번째 이미지 그리고 이벤트 호라이즌, 타원은하 M87의 중심에 있는 70억 태양질량 괴물.

그것은 발견자들이 올해 노벨상을 수상한 우리 은하의 블랙홀보다 천 배 이상 큽니다. 이 블랙홀은 대부분 어둡지만 중력이 근처 별과 가스를 끌어당기면 강렬한 활동을 일으키며 엄청난 양의 복사를 방출합니다. 초대질량 블랙홀은 두 가지 측면에서 위험합니다. 너무 가까이 가면 중력이 당신을 빨아들일 것입니다. 그리고 활성 퀘이사 단계에 있다면 고에너지 방사선에 노출될 것입니다.

퀘이사는 얼마나 밝습니까? 밤에 로스앤젤레스와 같은 대도시 위를 떠다니고 있다고 상상해 보십시오. 자동차, 집, 도시 거리에서 나오는 거의 1억 개의 조명이 은하계의 별에 해당합니다. 이 비유에서 활성 상태의 블랙홀은 로스앤젤레스 시내의 1인치 광원과 같으며 도시를 수백 또는 수천 배 더 밝게 비춥니다. 퀘이사는 우주에서 가장 밝은 것입니다.

초거대질량 블랙홀은 이상하다

NS 지금까지 발견된 가장 큰 블랙홀 무게는 태양 질량의 400억 배, 태양계 크기의 20배입니다. 우리 태양계의 궤도에 있는 외행성은 250년에 한 번 회전하는 반면, 이 가장 무거운 천체는 3개월에 한 번 회전합니다. 그것의 바깥 쪽 끝은 빛의 절반 속도로 움직입니다. 모든 블랙홀과 마찬가지로 거대한 구멍은 중대한 전환점. 그들의 위치에서 특이점, 밀도가 무한한 공간의 한 점. 물리 법칙이 깨졌기 때문에 블랙홀의 내부를 이해할 수 없습니다. 시간은 사건의 지평선에서 멈추고 중력은 특이점에서 무한해진다.

거대한 블랙홀에 대한 좋은 소식은 하나의 구멍에 떨어져도 살아남을 수 있다는 것입니다. 중력은 더 강하지만 팽창력은 작은 블랙홀보다 약해서 죽지 않습니다. 나쁜 소식은 사건의 지평선이 절벽의 가장자리를 표시한다는 것입니다. 사건의 지평선 내부에서 탈출할 수 있는 것은 아무것도 없으므로 탈출하거나 경험을 보고할 수 없습니다.

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스티븐 호킹에 따르면 블랙홀은 존재한다 천천히 증발. 우주의 먼 미래에 모든 별이 죽고 은하계가 가속되는 우주 팽창으로 인해 시야에서 사라지고 난 후에도 블랙홀은 마지막으로 살아남은 물체가 될 것입니다.

가장 밀도가 높은 블랙홀을 차지할 것입니다. 증발하는 상상할 수 없는 년, 10의 100승 또는 10 뒤에 100개의 0이 있는 것으로 추정됩니다. 우주에서 가장 무서운 것은 거의 영원합니다.

크리스 엠비천문대 명예교수, 애리조나 대학교

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