우주 블랙홀 속으로 사람이 빨려 들어간다면?

Home - SCIENCE WAVE

 

블랙홀은 우주에서 가장 미스터리한 존재 중 하나다. 빛조차 탈출할 수 없는 강력한 중력 때문에 우리 눈에는 보이지 않지만, 우주의 시공간을 왜곡하며 주변을 집어삼킨다. 만약 우리가 블랙홀 속으로 들어간다면, 과연 어떤 일이 벌어질까? 블랙홀 속에서 시간과 공간은 어떻게 변할까? 그리고 빠져나올 방법은 있을까?

​

블랙홀로 다가가는 순간, 시간이 느려진다

먼저, 우주선을 타고 블랙홀 근처로 접근해보자. 블랙홀에는 ‘사건의 지평선(Event Horizon)’이라는 경계가 있다. 이곳은 한 번 넘어가면 다시는 빠져나올 수 없는 지점이다.

​

특이한 점은, 사건의 지평선 가까이 다가갈수록 시간이 느려진다는 것이다. 이는 아인슈타인의 일반 상대성이론이 예측하는 현상으로, 강한 중력장이 시간이 흐르는 속도를 늦추기 때문이다.

 

 

 

 

예를 들어, 블랙홀 가까이 있는 우주 비행사는 10분이 지났다고 느끼지만, 먼 곳에서 이를 지켜보는 친구에게는 몇 년이 흐른 것처럼 보일 수 있다. 이 현상은 실제로 우주에서 관측되었다. 2019년 촬영된 M87 블랙홀 이미지에서도 블랙홀 주변에서 빛이 휘어지며 강한 중력 효과가 나타나는 것이 확인되었다.

​

사건의 지평선을 넘으면? 돌아올 수 없는 길

이제 우주선이 사건의 지평선을 넘는다고 가정해보자. 이 순간, 우리에게 남은 운명은 단 하나. 블랙홀 중심으로 빨려 들어가는 것뿐이다. 사건의 지평선을 넘는 순간, 외부에서는 우리를 볼 수 없게 된다. 심지어 우리가 보내는 빛조차도 탈출할 수 없기 때문이다. 만약 우주선에서 탈출하려고 엔진을 가동하더라도, 빛의 속도로 움직이지 않는 한 다시 나갈 수 없다.

​

더 놀라운 점은, 내부에서는 우리가 사건의 지평선을 넘었다는 사실을 즉시 알아차릴 수 없다는 것이다. 우리가 평소에 계단을 넘는 것처럼 아무런 특별한 느낌 없이 넘어가게 된다. 하지만 시간이 흐를수록 우리는 엄청난 변화 속에 놓이게 된다.

 

 

The Black Hole is a 1979 American sci-fi film directed by Gary Nelson.

 

 

스파게티가 되어버리는 몸, ‘스파게티 현상’

블랙홀 안에서 우리에게 가장 먼저 닥치는 문제는, 중력 차이가 엄청나게 커진다는 점이다. 블랙홀 내부의 중력은 중심부로 갈수록 급격히 강해진다. 만약 우리가 발부터 먼저 블랙홀로 떨어진다면, 머리와 발이 받는 중력의 차이가 점점 커진다. 즉, 발이 머리보다 더 강한 중력에 끌려가면서 몸이 길게 늘어나게 된다.

​

이것이 바로 스파게티 현상(Spaghettification)이다. 블랙홀 가까이 다가간 물체는 점점 가늘고 길어지며, 결국 원자 단위까지 찢어질 수 있다.

 

 

블랙홀 가까이 다가간 물체가 점점 가늘고 길어지는 스파게티 현상(Spaghettification) [사진=quora]

 

 

이 현상은 초대질량 블랙홀(Supermassive Black Hole)과 작은 블랙홀에서 다르게 나타난다. 작은 블랙홀(태양 질량의 수십 배)은 사건의 지평선을 넘기도 전에 이미 스파게티처럼 늘어나 찢어진다. 초대질량 블랙홀(태양 질량의 수백만 배)은 사건의 지평선을 넘어도 초기에는 중력 차이가 크지 않아서 살아있는 상태로 더 깊이 들어갈 수 있다.

​

빠져나올 방법은 없을까? 백홀(White Hole)의 가설

블랙홀에 한 번 빠지면, 다시 나올 수 없는 것이 정설이다. 하지만 일부 물리학자들은 백홀(White Hole)이라는 개념을 제시한다. 백홀은 블랙홀과 반대되는 개념으로, 어떠한 물질도 들어갈 수 없고 오직 밖으로만 방출하는 천체다. 만약 블랙홀과 백홀이 연결된다면, 블랙홀에 빨려 들어간 물질이 백홀을 통해 다시 방출될 수도 있다.

​

이러한 개념은 현재 실험적으로 증명되지 않았지만, 양자역학과 중력이 결합된 새로운 물리학이 밝혀진다면 블랙홀 내부의 세계에 대한 실체도 점점 드러날 것이다.

 

 

 

체질적으로 타고난 주당(酒黨), 정말 있을까?