지구는 블랙홀과 충돌하지 않는다?

태양 질량의 수백 만 배에 이르는 거대한 블랙홀

이태형 과학칼럼리스트 | 기사입력 2005/02/27 [20:13]

지구는 블랙홀과 충돌하지 않는다?

태양 질량의 수백 만 배에 이르는 거대한 블랙홀

이태형 과학칼럼리스트 | 입력 : 2005/02/27 [20:13]

1908년 6월30일 시베리아 퉁구스카의 원시림이 거대한 폭격을 받은 것처럼 폐허로 변한 사건이 발생했다. 반경 20km에 이르는 지역이 잿더미로 바뀌었고, 서울 면적의 세 배 이상의 원시림이 성냥개비처럼 쓰러졌지만 그 원인이 되는 어떠한 폭탄이나 충돌의 흔적도 발견되지 않았다.
 
일부 학자들은 이 사건이 우주를 떠돌던 작은 블랙홀이 지구와 충돌하여 지구를 뚫고 지나가서 생긴 일이라고 주장하기도 했다. 하지만 그 정확한 원인은 그 후에도 밝혀지지 않았고 이 사건은 여러 가지 의혹만을 남겨 놓은 채 미해결로 남았다.

초미니 블랙홀

그렇다면 과연 지구는 블랙홀과 충돌할 수 있는 것일까? 영국의 천재 물리학자인 스티븐 호킹 박사에 따르면 우주 탄생 초기에 무수히 많은 미니 블랙홀들이 만들어졌을 수 있다고 한다. 하지만 지금까지 미니 블랙홀에 대한 어떠한 관측 결과나 명확한 존재 여부를 알려주는 증거도 밝혀진 바가 없다. 2003년에는 러시아와 그리스 과학자들에 의해 강한 에너지를 지닌 우주 광선이 지구 대기권에 진입하면서 초미니 블랙홀을 만들 수 있다는 주장이 나오기도 했다. 하지만 이런 초미니 블랙홀이 존재한다고 해도 그 존재 시간은 10의 27제곱분의 1초 정도로 초미니 블랙홀이 지표면에까지 내려와 우리에게 피해를 준다는 것은 불가능한 일이다.


블랙홀의 특징

일반적으로 블랙홀은 은하 중심에 존재하는 거대한 블랙홀과 태양보다 훨씬 큰 별이 죽을 때 만들어지는 일반적인 블랙홀, 두 가지로 나누어진다. 대부분의 은하는 그 중심에 태양 질량의 수백에서 수백 만 배에 이르는 거대한 블랙홀을 갖고 있다. 이 블랙홀은 중력장이 미치는 범위가 있는데 태양계에는 그 힘이 미치지 않아 지구가 은하 중심과 충돌하거나 태양보다 훨씬 큰 다른 별과 충돌한다는 것은 사실 불가능한 일이다. 따라서 지구가 블랙홀과 충돌한다는 것은 있을 수 없는 일이다.

일반적인 블랙홀은 태양보다 질량이 훨씬 큰 별이 그 수명의 마지막 순간에 거대한 폭발을 하고 난 후에 만들어진다. 태양보다 질량이 조금 큰 별들은 폭발로 인해 모든 것을 날려버리고 사라진다. 폭발을 하기 전의 질량이 태양보다 8배 이상 큰 별들의 중심에는 철과 같이 아주 단단한 물질이 모여 있기 때문에 폭발의 충격에도 중심부는 남아 있게 된다. 그 중심부분의 엄청난 중력은 마이너스(-) 전기를 띤 전자들을 플러스(+) 전기를 띤 원자핵에 붙게 만든다. 결국 이때 만들어지는 것이 바로 중성자별이다. 전기적으로 중성이기 때문에 붙여진 이름이다.

일반적으로 초신성 폭발 전의 질량이 태양보다 30배 이상 되는 별은 폭발 후에도 그 중심에 태양 질량의 세 배가 넘는 단단한 물질이 남아 있게 된다. 이때의 중력은 중성자성에 비해 훨씬 더 크고, 결국 이 커다란 중력은 중성자성마저도 수축시켜서 블랙홀을 만들게 된다. 즉 블랙홀은 아주 뚱뚱한 별의 시체가 되는 셈이다. 다시 말하면 태양보다 질량이 30배 이상 되는 뚱뚱한 별이 초신성 폭발 후에 마지막으로 남는 것이 바로 블랙홀이다. 지구를 블랙홀로 만든다면 그 크기는 어른의 엄지손톱 정도로 작아질 것이다. 엄지손톱 하나에 지구의 모든 물질과 사람들이 매달려 있다고 생각해 보자. 그 힘은 가히 상상할 수 없을 정도로 클 것이고, 따라서 블랙홀은 빛마저도 벗어날 수 없는 어둠의 세계가 되는 것이다.


별의 모양이 공처럼 생겼기 때문에 이 별이 줄어들어서 된 블랙홀도 역시 공처럼 둥글게 생겼다. 따라서 블랙홀로 빨려 들어간 물질은 그 중심에 모이게 된다. 많은 사람들이 블랙홀을 검은 통로로 생각하고 있다. 그래서 빨아들이는 블랙홀 반대쪽에 내보내는 화이트홀이 있다고 생각하는 사람들도 많다. 하지만 블랙홀은 통로가 아니기 때문에 화이트홀은 과학적으로 불가능한 것이다. 다만 블랙홀과 블랙홀이 서로 연결되면 벌레구멍(웜홀 wormhole)이라고 해서 통로가 생길 수도 있다. 그렇다고 이 벌레구멍이 화이트홀은 아니다. 벌레구멍을 타고 한 쪽 블랙홀에서 다른 쪽으로 이동하더라도 그곳 역시 블랙홀이기 때문에 빠져나갈 구멍은 없다.
 
출처 : 한국과학기술정보연구원 'kisti 의 과학향기' (http://scent.kisti.re.kr/)

 
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