                 
|
^ ^ 블랙홀은 가상의 검은 터널이 아니라 실제로 존재하는 별이다. 다시 말하면,별이 죽어서 한 점으로 오그라든 별의 시체이다.
태양과 같은 별들은 진화의 마지막 단계에서 죽음을 맞이한다. 태양만한 별들은 죽을 때 적색의 큰 별(적색거성)로 부풀어 올랐다가 흰색의 조그만 별(백색왜성)로 남게 된다. 그러나 태양보다 8배 이상의 질량을 가진 큰 별들은 엄청나게 큰 폭발을 일으킨다. 그것이 바로 초신성 폭발이다.
별이 살아 있을 때는 별의 중력과 내부의 핵융합으로 인한 에너지가 균형을 이룬다. 그러다가 내부의 핵에너지를 다 소모하면,외부로 팽창하는 힘은 없어지고 내부로 수축하는 중력만 남아서 한없이 수축하게 된다. 초신성 폭발 후 이처럼 엄청난 중력으로 오그라든 것이 중성자별이다.
태양보다 수십배 이상의 질량을 가진 큰 별은 초신성 폭발 후 남아 있는 질량도 큰데,그것이 태양 질량의 3배 이상이면 중성자별의 단계를 초월해 블랙홀이 된다. 중성자별의 질량은 엄지손톱 크기가 10억톤이 넘는데,블랙홀은 손톱 하나 크기의 질량이 지구 전체 질량과 맞먹을 정도이다. 그러니 블랙홀은 엄청난 중력으로 빛을 포함한 거의 모든 것을 빨아들일 수 있다.
빛조차 빠져 나올 수 없을 정도로 강한 중력장을 지닌 별은 1783년 영국의 존 미첼과 프랑스의 수학자 라플라스 등이 처음 생각해냈다. 그러나 당시엔 전혀 주목받지 못하는 엉뚱한 주장으로 여겨졌다.
중력은 질량을 가진 두 물체 사이에만 작용하므로 질량이 0인 빛의 알갱이,즉 광자(光子)는 중력에 이끌릴 수 없다는 게 이유였다. 여기에 대한 의문은 그 후 아인슈타인의 상대성이론에 의해 해결된다. 중력이 시공간을 휘게 만든다는 상대성이론에 의하면 빛도 별의 강한 중력에 끌려들어간다. 왜냐하면 이미 휘어버린 시공간 속에서는 빛이 휠 수밖에 없기 때문이다.
이에 대한 이해는 마치 팽팽한 고무 종이 위에 무거운 쇠공을 올려놓았을 때를 상상하면 쉬워진다. 고무 종이는 무거운 쇠공 때문에 깊이 가라앉게 되는데,거기에다 다른 물체를 얹으면 자연히 가라앉은 중심의 쇠공을 향해 떨어지게 된다. 이렇게 깊이 빠진 바닥에서 나오려면 일정 속도를 지녀야 하는데,밖으로 나올 수 있는 최저 속도를 ‘탈출 속도’라 한다.
그런데 가라앉은 깊이가 지나치게 커지면 탈출 속도가 빛의 속도를 넘게 된다. 어떤 물체도 빛보다 빨리 움직일 수 없으므로 자연 이 깊은 수렁에서는 어떠한 것도 빠져나올 수 없게 된다.
그럼 도대체 블랙홀은 얼마나 무겁기에 그처럼 깊게 가라앉을까? 만약 지구만한 별이 블랙홀이 되려면 반지름이 0.9cm로 줄어들어야 한다. 즉,지구가 반지름 0.9cm로 줄어든다고 가정하면 빛도 탈출할 수 없는 블랙홀이 될 수 있다.
이 같은 원리로 보면 블랙홀의 구성은 극히 단순하다. 자신의 중력에 의해 수축한 특이점과 그것을 둘러싸는 ‘사건 지평선’이 전부다. 하지만 빛이 탈출하지 못하는 영역의 경계면인 사건 지평선 안은 우리의 상상을 초월하는 세계이다. 모든 것이 중심의 특이점으로 빨려 들어갈 뿐,공간을 이동할 수도 한 곳에 머물 수도 없다.
특이점은 블랙홀에 빨려 들어간 모든 물질이 도달하는,밀도가 무한대인 한 점이다. 3차원 세계에 사는 우리는 특이점에 도달한 물질이 어떻게 되는지 상상할 수조차 없다. 특이점에서는 시간과 공간이 끊어져 있기 때문이다.
인간이 과연 상상을 불허하는 블랙홀의 비밀을 밝혀낼 수 있을지,밝혀낸다면 그 속의 세계는 어떻게 설명될 수 있을지 신비로울 따름이다