블랙홀 속으로 들어간다면?

 블랙홀에 들어가면 어떻게 될까?

블랙홀로 들어가기 전에 블랙홀은 수학적으로 말하면 어떤 물체던지 블랙홀로 될 수 있어

우리 지구를 포함해서 우주의 모든 것에는 '슈바르츠실트 반지름'이란게 있는데

어떤 물체를 이 반지름보다 작게 압축시킨다면

밀도가 높아지고 중력도 엄청나게 높아져서 빚조차도 빠져나갈 수 없게 돼

바로 블랙홀이 되는 거야

이 '슈바르츠실트 반지름'이란게 얼마나 작냐면

큰 에베레스트 산을

1나노미터보다 작게 압축시면 블랙홀이 돼

에베레스트 산 보다 훨씬 큰 지구를 땅콩보다 작은 크기로 압축시킨다면

블랙홀이 되는 거야

하지만 현재 우리의 기술로는 이런 일들이 아예 불가능해

아마 앞으로도 불가능할거야

우주에 있는 대부분의 별들은 에베레스트 산은 물론 지구보다도 훨씬 커

블랙홀이 되는 슈바르츠실트 반지름보다도 훨씬 크지

그런데 어떻게 블랙홀이 만들어지는 걸까?

별들은 연료가 다 달아서 충분히 뜨거워 질 수 없는 경우

'특이점'이라고 하는 아주 미세한 점으로 압축하게 돼

이 때 밀도가 굉장이 높아지고 중력도 엄청나게 강해져서

빛을 포함해 그 어떤 것도 빠져나가지 못해

바로 블랙홀이 되는 거야

그럼 블랙홀에 대한 설명은 대략 된 것 같으니깐 이제 안으로 들어가 보자

먼저 질문을 하나 할게

바깥에서는 블랙홀이 어떻게 보일까?

어느 정도의 상식을 가지고 있는 사람이라면 중력장이 시간과 공간을 휘게 만든다는 건 알고있을거야

그렇기 때문에 태양 뒤에 있는 별들은 지구에서 봤을 때 위치가 조금 다르게 보여

태양의 중력이 그 별에서 나오는 빛을 휘게 만들거든

만약 은하 전체나 블랙홀 같이 중력장이 훨씬 크다면

효과는 훨씬 강해져서 무슨 얼룩같이 보이게 돼

그 효과가 바로

'중력렌즈'효과야

그럼 만약 지구가 블랙홀 주위를 공전한다면 어떻게 될까?

바깥에서 봤을 때, 처음에는 지구도 정상으로 보이겠지만

지구가 블랙홀 뒤쪽으로 지나가면

블랙홀이 지구가 반사하는 빛을 휘게 만들어서

이런식으로 보이게 돼

자 이제 너무 복잡하지 않게 단순한 블랙홀로 들어가 보자

움직이지도 않고, 전하도 없고, 벌써부터 물질을 빨아들이지 않는 그냥 가만히 있는 블랙홀

당신이 다가가면 다가갈수록

하늘은 점점 더 많이 왜곡될 거야

블랙홀을 보고 있는 당신의 시야의 점점 더 많은 부분이 암흑으로 채워지게 될거야

이렇게 시야의 절반이 블랙홀로 인해 깜깜해졌을 때

광자구에 다다르게 되는데

이 지점에서는 빛이 블랙홀 속으로 무조건 빨려들어가지도 않지만

그렇다고 무조건 빠져나오지도 않아

그럼 무슨 일이 일어날까?

광자가 블랙홀 주변을 공전할 수 있어

여기에서 잠깐 멈춰서 자신의 옆을 바라본다면

이론상으로는 자신의 뒤통수를 볼 수 있어

뒤통수에서 반사되는 빛이 블랙홀 주위를 한 바퀴 돌아서 얼굴로 돌아오거든

여기서 뜬금없지만 중력장과 관련된 얘기를 또 해볼게

아까 했던 얘기지만 중력장은 공간뿐 만이 아니라 시간도 휘게 만들어

당신이 지구에서 뭘 하던간에 거기에 대해서는 걱정할 필요가 없지만

블랙홀 근처에서는 중력이 너무 세서

블랙홀로 뛰어드는 누군가를 밖에서 지켜보는 사람은 뭔가 이상한 것을 목격하게 될거야

이렇게 블랙홀로 확 빨려들어가는 것처럼 보이는 게 아니라

블랙홀로 다가가는 속도가 '사건의 지평선'이라는 곳에

도달할 때 까지 계속 느려지는 것처럼 보일거야

여기서 사건의 지평선이란건 뭘까?

사건의 지평선은 한 번 지나면 다시는 돌아갈 수 없는 지점이야

쉽게말해 여기서부터는 더 이상 빛이 빠져나갈 수 없다는 거지

누군가가 빨려들어가는 동안 관찰하는 사람을 '아무개'라고 해보자

그럼 관찰자(아무개)의 입장에서는 거기(사건의 지평선)에서 더 이상 움직이 않는 것처럼 보여

거의 얼어붙은 것처럼 정지해서

몸에서 나오는 빛이 점점 더 붉게 변하다가

그대로 사라져 버려

아무개(관찰자)의 입장에서는 사건의 지평선을 지나는 모습을 절대로 볼 수 없다는 거지

자 그럼 이제 블랙홀 안으로 빨려들어가는 누군가의 입장이 되어보자

사건의 지평선을 지난 누군가는 이제 죽을 때까지 블랙홀의 중심부로 가는 여행을 떠나게 돼

블랙홀의 특이점으로 다가가면 다가갈수록

우주는 빨려들어가는 누군가의 뒤쪽에서 점점 더 작아지는 점처럼 압축되어 보일거야

만약 들어가는 블랙홀의 크기가 엄청나게 크다면

사건의 지평선에서 아무 느낌도 없을 거야

물론 이제 나갈 수도 없고 죽은 거나 마찬가지이지만

아프기 시작하는 부분까지 도달하려면 아직 몇 시간이나 남아 있을 수도 있어

왜 아프냐고?

특이점에 다가가면 다가갈 수록

중력의 차이도 점점 더 커지게 돼

그래서 몸에서 블랙홀에 가까운 부분은 그 반대쪽보다 더 센 중력으로 당겨지게 돼

그러면 몸이 특이점 쪽으로 엿가락마냥 쭈욱 잡아 늘여지게 되는 거지

이런 현상을 과학자들은 '잡아 늘여진다'라고 하지 않고

'스파게티화된다'라고 해

만약 빨려들어가는 누군가가 여기까지 다다른다면

뭐.....죽겠지

그런데 사실

분자들이 난폭하게 뜯어지고 찢겨 나가서

특이점에 도달했을 때

무슨 일이 일어날진 아무도 몰라

물리법칙을 전부 무시하고 아예 사라져 버릴 수도 있고

우주 어딘가에 다시 나타날지도 모르지

(혹은 다른 우주로)

움직이거나 회전하는 블랙홀은 '웜홀'이란 걸 생성할 수도 있는데

이걸 이용하면 빛보다 빠르게 움직일 수 있어

과학법칙을 무시하지도 않고 우주공간의 차원을 이용하는 방법이지

하지만 이론상으로 그렇다는 거야

그럼 블랙홀과는 관계없는 질문을 하나 해볼게

우주의 중심은 어디일까?

이상하게 들릴 수도 있겠지만

모든 곳이 우주의 중심이야

이걸 '우주 원리'라고 흔히 알려져 있는데 '코스모스'를 읽어본 사람이라면 잘 알거야

우주의 어디에 있든 다른 모든 것들은 팽창하며 똑같은 속도로 멀어지는 것처럼 보여

우주는 팽창하고 있지만

사람들 수십억 명 들어있는 풍선처럼 늘어나는게 아니야

풍선 위에 점 여러 개를 찍고 부풀린다면

모든 점들이 서로에게서 각자 똑같은 속도로 떨어져

그리고 풍선의 표면에는 중심같은건 없지

이 점들은 2개의 레이어로 되어 있어

위쪽 레이어가 아래쪽 레이어보다 5% 크다는 걸 제외하면 둘이 정확히 닮은 꼴이야

이 점들을 팽창하는 우주라고 해보자

당신은 이 점들 중에 하나에 살고 있어

그리고 선택한 하나의 점을 제외한 나머지 점들이 어디에서 멀어지고 있는지 측정할거야

만약

첫번째 그림에서 손가락이 가리키고 있는 점을 선택한 후 레이어를 겹치게 되면

두번째 그림에선 마치 가리킨 곳을 중심으로 팽창하는 것 같지?

다른 곳을 선택해도 마찬가지야

점 하나를 선택하면

그 즉시 팽창의 중심이 되는 거지

그러니깐 당신도

실제로, 과학적으로

우주의 중심이란 거야