블랙홀을 아주 쉽게 이해하기 위한 사전 지식 3가지!

1. 빛은 입자다 : 빛은 입자이며 (동시에 파동일 수 있다고 합니다) 입자는 곧 물질입니다. 그리고 모든 물질은 중력의 영향을 받습니다. 빛은 입자 즉 물질이므로 중력의 영향을 받아 질량이 있는 쪽으로 끌려 당겨지고 휘어질 수 있습니다...

블랙홀이란 중심부의 중력이 너무나 강해 빛마저도 끌어당겨 빛조차 통과하거나 탈출하지 못한 암흑의 공간입니다!

블랙홀 상상도.

* 빛이 입자, 즉 물질일 수 있음을 입증한 것은 아인슈타인. 이 때문에 (광전효과의 원인을 밝혀내) 노벨상을 수상함.
* 빛은 입자인가? 파동인가?... 물리학자들은 빛은 기이하게도 입자인 동시에 파동이라는 믿을 수 없는 결론에 도달했는데요, 이는 빛과 전자의 세계에서는 우리 현실 세계와 다른 물리의 법치과 체계, 양자역학이 존재함을 뜻한다고.....
 

블랙홀은 중력이 너무나 강해 빛조차 탈출하지 못해 시각적으로 식별이 안되는 천체.

2. 모든 물체는 서로 끌어당기는 힘이 있습니다. 이를 중력이라 합니다.
공을 쏘아 올리면 위로 솟구쳤다가 땅으로 떨어집니다. 그 이유는, 지구가 공을 잡아당기는 힘인 중력이 작용했기 때문이죠.

그런데 만약 지구의 중력을 이겨낼 정도로 빠른 속도로 공을 발사하면 어떻게 될까요? 그렇다면 공이 떨어지는 일은 없을 것입니다. 이 속도를 지구의 탈출속도라고 하는데요, 지구의 탈출속도는 초속11.2km입니다. 공이 1초에 11.2km로 날아가면 땅에 떨어지지 않고 지구를 탈출한다는 뜻!

지구 탈출속도

빛의 속도는? 1초에 30만 km의 빠르기입니다. 지구 탈출속도(11.2km)보다 무려 2만 7천배 더 큽니다.

만약 지구 중력보다 2만7천배 더 큰 천체가 있다면, 탈출속도도 2만7천배 더 클 것입니다. 그렇담 탈출속도가 빛의 속도 이상이므로 (마치 하늘로 쏘아올린 공처럼) 빛이 빠져나오지 못하게 됩니다. 빛이 빠져 나오지 못하니 그 천체는 검게 보입니다. 이렇게 블랙홀의 존재 가능성을, 프랑스 이론 물리학자 라프라스는 예측했습니다.

3. 지구가 블랙홀이 되려면?

질량이 클수록 중력은 강해집니다. 그리고 질량÷부피=밀도. 만약 지구의 중력이 사방에서 작용한다면 지구는 그 힘을 버디지 못하고 눌리게 됩니다. 이렇게 줄어들다 줄어들게 되어 반지름이 1cm로 콩알만해 진다면? 지구의 부피가 줄면서 밀도가 높아져, 질량도 증가하며 중력은 강해지겠죠. 질량과 중력은 서로 비례하므로.

지구의 반지름이 1cm이하로 줄어든다면 강력한 중력으로 빛조차 빠져나올 수 없는 블랙홀이 될 수 있습니다.

즉, 만약 지구의 크기가 반지름 1cm이하가 된다면 중력이 강해져 빛조차 탈출할 수 없는 블랙홀이 됩니다. 태양은 지구보다 30만배가량 무겁기 때문에 반지름 30만cm, 즉 3km로 줄이면 태양은 블랙홀이 됩니다

[블랙홀에 관한 가장 쉽고 재밌는 책, "슈바르츠실츠가 들려주는 블랙홀 이야기"를 참고 했습니다!]