[우주저장소] 블랙홀에 관하여.-renewal-

<img class="-up-content -lazy-image" alt="" src="/img/transparent.gif" data="https://ncache.ilbe.com/files/attach/new/20121228/377678/234646415/564539563/d7e482fd5d0a304116e0fb08b5c6011e.jpg"/> <img alt="블1.jpg" class="-lazy-image" src="/img/transparent.gif" data="https://ncache.ilbe.com/files/attach/new/20121227/377678/234646415/564539563/1d01855b35e0c949ea7e4c4676b84d79.jpg">
(네이버 검색하니깐 나온짤) 천문에 대한 질문이 있으면 댓글로 남겨주기 바란다. 걍 내 꼴리는대로 답변해줄게. [우주저장소] 블랙홀에 관하여.-1- <a href="561478171"><a href="http://www.ilbe.com/561478171" target="_blank">http://www.ilbe.com/561478171</a></a>   안녕 일게이들아. 저번글은 폰으로 쓰느라 그냥 대충 써서 욕좀 쳐묵은 것같다.ㅋㅋㅋ 원래 아침에 심심해서 써본 거라 시리즈로 쓸생각은 없었는데..  어떤 일게이 하나가.. 6개의 댓글중에서 잘봤다.! 라는 글을 남겨주었기 때문에 그 한 게이를 위해 글을 써본다.ㅋㅋㅋㅋㅋ  물론 이것도 역시 내 머릿속에서 그대로 끄집어 낼 것이기  때문에 글줄 형식의 설명이 될 것같다.  저번 글은 망작이므로 그냥 다시 쓰도록 하겠다. ㅋㅋㅋ 1편을 굳이 안봐도 된다. 걍 어려운 내용은 삭제했다.   사실 첫소재로 블랙홀을 잡은 것은 일반인에게는 블랙홀만큼 환상적인 천체도 없을 것이기 때문이었다.  일게이 중에는 블랙홀이 실제 천체인지, 그냥 상상속의 천체인지 잘 모르는 게이들이 있을 것이다.  하지만 블랙홀은 관측적으로 규명이 되었으며 그 존재에 관해서는 의심할 여지가 없다.  그렇다면 블랙홀이 무엇인가? 중력이 매우 커서 아무것도, 빛조차도 빠져나오지 못하는 시공간의 영역을 지칭한다.  이론상으로는 어떤 질량이 충분히 작은 부피 속에 모여들어가기만 한다면, 그것은 블랙홀이 되어야 한다고 말한다.  예를들어, 태양을 블랙홀로 만들고 싶다면 반경 3km정도로 꽉꽉 압축시켜 버리면 블랙홀이 된다. (쉬운 계산으로 증명이 가능하다. 맨밑에 한번 직접 해보도록 해보겠다. 간단한 물2정도의 수식이 필요하다.) 여기서 한가지 간과하면 안되는 것은 압축시키는 기작에 관한것이다.  우리는 꽉꽉 압축을 시켜버린다. 라는 표현으로 어물쩍 넘겨버렸지만 압축을 시키려면 무언가의 작용이 필요하다는 것이 떠오를 것이다. 사실 그렇지 않은가? ㅋㅋ 태양이 갑자기 약처먹고 3km이하로 수축해버리는 일은 발생되지 않는다.  그것을 곰곰히 생각해보면 태양의 중력이 그 정도로 수축하기에는 매우 작기 때문이라는 것을 알것이다. 그렇다. 바로 중력이 별을 수축하게 만드는 원인인 것이다. 그런데 물리를 배운 일게이들은 알 것이다.  중력이 커지려면 질량역시 커져야한다. 'ㅅ' 아항!ㅋ 그렇다면 질량이 큰 천체가 큰 중력에의해 수축하게 될 것이고 그것이 블랙홀이 될 것이라는 것을 유추해 낼 수있을 것이다.   그런데 세상사 좆같이 간단한일 없듯 이것 역시 그렇게 간단하지만은 않다.  도대체 그 수축되서 블랙홀이 되는 시점이 어느때냐? 하는 것이다.  일단은 질량이 크면 클수록 블랙홀이 될 가능성은 높아진다는 점은 중요하므로 기억해두도록 하자.   위의 질문에 답하기 위해 별들의 일생에 대해 간단히 알아보면.. <img alt="323.jpg" class="-lazy-image" src="/img/transparent.gif" data="https://ncache.ilbe.com/files/attach/new/20121228/377678/234646415/564539563/0cc18d3132a99c448598fb667f1fba51.jpg" width="558" height="258">
 별의 일생은 크게 나눠서 3가지의 단계가 있다.  1. 원시성 (전주계열성)2. 주계열성 3. 거성(적색, 청색) 1번은 별이 아직 만들어지고 있는 단계인 것이다. 사람으로 예를 들면 태야라고 할 수 있겠다. 낙태충 아웃! 2번은 별이 다 만들어져서 별의 일생에서 가장 긴~~~ 시간을 보내는 단계이다. 대부분의 별은 이 단계에 있다고 보면된다.(태양 역시 주계열성이다) 3번은 별이 뒤질때가 되어서 풍선처럼 호롤롤로~ 부풀어 오르는 별이다. (태양은 50억년 뒤에 적색거성이 된다) 3번의 과정을 거친후 별은 뒤진다. 우리가 다루는 블랙홀은 이 3번의 과정을 거친후 뒤진 별을 말하는 것이다. 쉽게 말해서 블랙홀은 별의 시체인 것이다.  블랙홀 좋아하지마라. ㅜ고인 능욕하는 행위이다.  정리하면 질량이 존나 큰 별들이 뒤져서 생성되는 것이 블랙홀이다. 라는 결론을 얻게된다.  한편 블랙홀이 만들어질 때는 일게이들이 잘 알고있는 발광 천체쇼가 만들어진다. 일게이들이 잘아는 슈파노바! 초신성폭발이다.  초신성에 대해 간단히 설명하면 해당 별이 일생중에 발생시키는 모든 에너지보다 더 큰 에너지를 한순간에 방출시킨다. 그러니 m이 없는 밝기로 낮에도 관측이 되었다는 고문서의 기록이 있다.  아무튼 초신성은 블랙홀 생성과 동반되어 나타나는 현상이다.  그렇다고 해서 초신성폭발을 하는 별들이 모두 블랙홀이 되는 것은 아니다.  <img alt="22.jpg" class="-lazy-image" src="/img/transparent.gif" data="https://ncache.ilbe.com/files/attach/new/20121228/377678/234646415/564539563/5baf575f905dddcd98472a3d8c67b302.jpg" width="615" height="420">

어떤 별들이 초신성폭발을 하게 되는 것일까? 초신성폭발에는 여러가지 종류가 있으나 여기서 다룰 것은 핵의 중력붕괴에 의한 초신성 폭발(초신성2형, 초신성1b, 초신성1c형)에 관한 분류가 될 것이다.  <table style="width: 239pt; border-collapse: collapse;" border="0" cellspacing="0" cellpadding="0" width="318">

<colgroup><col style="width: 67pt; mso-width-source: userset; mso-width-alt: 2848;" width="89">
 <col style="width: 118pt; mso-width-source: userset; mso-width-alt: 5024;" width="157">
 <col style="width: 54pt;" width="72">
 <tbody><tr style="height: 17.25pt;" height="23">
 <td style="border: 0px black; width: 67pt; height: 17.25pt; background-color: transparent;" class="xl63" height="23" width="89">종류</td>
 <td style="border: 0px black; width: 118pt; background-color: transparent;" class="xl63" width="157">주계열에서의 질량</td>
 <td style="border: 0px black; width: 54pt; background-color: transparent;" class="xl63" width="72">잔해</td>
 </tr>
 <tr style="height: 16.5pt;" height="22">
 <td style="border: 0px black; height: 16.5pt; background-color: transparent;" height="22">초신성2형</td>
 <td style="border: 0px black; background-color: transparent;">8Ms< M < 25Ms</td>
 <td style="border: 0px black; background-color: transparent;">중성자별</td>
 </tr>
 <tr style="height: 16.5pt;" height="22">
 <td style="border: 0px black; height: 16.5pt; background-color: transparent;" height="22">초신성1b형</td>
 <td style="border: 0px black; background-color: transparent;">25Ms < M</td>
 <td style="border: 0px black; background-color: transparent;">블랙홀</td>
 </tr>
 <tr style="height: 16.5pt;" height="22">
 <td style="border: 0px black; height: 16.5pt; background-color: transparent;" height="22">초신성1c형</td>
 <td style="border: 0px black; background-color: transparent;">25Ms < M</td>
 <td style="border: 0px black; background-color: transparent;">블랙홀</td>
 </tr>

</tbody> (Ms는 태양의 질량을 말한다. 25Ms는 태양질량의 25배되는 별을 말한다.)  표에서 알 수 있듯 주계열성의 단계에서 25Ms이상의 질량을 갖는 별에 한해서만 블랙홀이 될 수있는 권한을 준다.   예를 들어 우리의 태양은 1Ms밖에 안되므로 블랙홀 티켓을 받지 못하는 셈이다. ㅠㅠ 그런데 주계열 단계에서 질량이 모두 블랙홀이 되는 것은 아니다. 블랙홀행 열차 마지노선 티켓을 받은 25Ms의 별을 예로 들면  이 25Ms 별은 거성단계에서 질량을 마구마구 잃어버리고 결국에는 초신성 폭발에 의해 대부분의 질량을 외부로 분출 시켜 버린다. 그렇게 되면 최종질량은 3Ms 밖에 남지 않게되고 질량이 3Ms인 블랙홀이 형성된다. 다르게 말하면 블랙홀의 최소 질량은 3Ms 인 셈이다. 이것을 오펜하이머-볼코프의 질량이라고 말한다. Mov 라고 쓰기도 한다. 이것은 블랙홀의 관측의 측면에서 상당히 의미가 있는 질량이다.  왜냐하면 블랙홀은 빛을 내지 않기 때문이다. 빛을 내지 않는 천체를 어떻게 관측을 해야 한단 말인가???  예를 들어 블랙홀에 의해 중력적으로 묶여있는 빛을 내는 별이 있다고 해보자.  블랙홀 주위를 궤도 운동하게되면 우리는 시선속도를 구해 그것의 궤도 반경, 공전주기 등을 알아 낼 수 있다. 그렇게 되면 최종적으로 우리에게 보이지 않는 어떠한 천체의 질량을 구할 수가 있게된다. 만약 그 보이지 않는 천체의 질량을 구한 값이 3Ms를 넘는다면? 그것은 블랙홀일 확률이 99.999%가 된다. 만약에 3Ms를 넘지 않는다면 중성자성일 가능성이 높다.   흔히 일게이들은 블랙홀을 우주의 괴물이고 순 나쁜세끼에요!. 모든것을 빨아들인대요! 라고 알고있다. 근데 반은 맞고 반은 틀리다. 모든것을 빨아들이는 것은 맞다. 빛조차도 나올 수 없는 암흑의 구렁텅이이다. 하지만 그러한 애미없는 블랙홀의 위력은 해당 블랙홀의 특정영역 내에서만 발휘되는 것이다.  그 영역의 밖에서 우리가 우주여행을 하고 있다면 블랙홀은 우리에게 큰 영향을 끼칠 수가 없다.  위에서 말한 3Ms의 블랙홀의 경우를 예로들면 우리가 블랙홀영역의 밖에서는 그냥 볼품없는 빛도 내보내지 않는 3Ms의 어떤 덩어리일 뿐이다. 하지만 드라군이 출동하면 어떻게 될까? 는 개소리고 우리가 블랙홀의 영역으로 들어가게 되면 우리는 형체도없이 사라진다. ㅜ.ㅜ 우리는 그 블랙홀의 영역을 '사건의 지평선(event horizon 이벤트 호라이즌)'이라고 부른다. 조금 다른 말로는 슈바르츠실츠의 반지름이라고 하기도 한다.  쉬운 문제를 내보면,, 1Ms정도의 질량을 가진 블랙홀이 지금현재의 태양 자리에 나타나면 지구의 궤도는 어떻게 될까?(물론 위에서 설명했듯 1Ms의 질량을 갖는 블랙홀은 없다. 어디까지나 가상일 뿐이다.) 답은, 아무런 영향도 없다.가 된다.  블랙홀의 애미없는 위력은 사건의 지평선 안쪽에서만 일어난다. !  그 밖에서 여행하는 지구는 태양에게 받던 중력 그대로를 블랙홀에게서 받고 있을 뿐이다.   아까 위에서 말한 슈바르츠실츠의 반지름 구하는 법을 알아보도록 하겠다.  TE = 1/2mVe^2 - GmM/R = 0    -> 역학적 에너지의 합1/2mVe^2 = GmM/RVe = (2GM/R)^(1/2)      -> M질량에 대한 탈출 속도 R = 2GM/c^2    ->  탈출속도의 최대가 빛의 속도일 경우 그것의 반지름. (슈바르츠 실츠의 반지름=사건의 지평선) R = 3Ms Km   -> 태양의 질량을 넣었을 경우. 3km. 태양을 블랙홀로 온전히 만들경우 3km의 블랙홀이 형성된다.  우리의 지구는 태양으로부터 1억 5천만 km 떨어져 있으므로 가상적으로 태양이 블랙홀이 되더라도 영향이 없다. 끝.  다음은 뭘할까.   세줄요약은 니네가 알아서 해라. 결론은 1. ㅅㅂ 블랙홀2. 존나3. 별거아니네라고 생각하면 썩쎅스.   P.S. 블랙홀 사진은 대부분이 상상화이다.  왜냐하면 빛을 내보내지 못하기 때문에 블랙홀을 직접적으로 관측할 수가 없다. 위에서 설명했듯 그 주위의 별에 의해 관측을 할 수가 있는데 가장 많이 쓰이는 관측법은 엑스선에 의한 관측이다. 'ㅅ' 동반성이 블랙홀로 빨려들어가면서 각운동량 보존에 의해 엄청난 속도의  회전을 하게되고 그 회전에 의한 원심력에의해 원반을 형성하게 된다. 따라서 속도에 의한 마찰로 수백만도의 온도를 갖게 되고 그곳에서 엑스선이 방출될 수 있다. 그 엑스선을 관측하여 간접적으로 블랙홀을 관측하기도 한다.ㅇㅇ

</colgroup></table>

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