우주의 탄생과 블랙홀에 관하여...

목차

1. 우주의 탄생
1) 우주의 기원
2) 우주의 크기
3) 은하계
4) 은하의 종류

2. 태양계의 역사

1) 태양계의 탄생
2) 태양계의 구성
3) 행성의 크기
4) 지구에서 태양까지의 거리
5)태양
6) 지구
7) 달

3. 우주의 생명체

4. 블랙홀
1- 블랙홀의 역사
1) 1783년 미첼(영)
2) 20세기초 아인슈타인 (독)
3) 1969년 휠러(영)
4) 1974년 호킹(영)
2- 블랙홀이란 ?
*그럼 블랙홀이란 무엇인가?
3- 블랙홀의 특징
4- 화이트홀(White hole)과 웜홀(Worm hole)

***참고자료***

본문내용

출하지 못하는 이 영역의 경계면을 "사상의 지평면"이라 한다.
안으로는 들어갈 수 있으나 밖으로는 어떠한 물질도 빠져나갈 수 없는 이 사상의 지평면
안이 바로 블랙홀이다.
블랙홀은 특이점과 그것을 둘러싸는 사사의 지평면만으로 형성된 극히 단순한 천체이다.
특이점을 제외하면 지평면 내에는 아무 것도 존재하지 않는다.
그렇기 때문에 어떤 블랙홀을 다른 블랙홀과 구별할 수 있는 성질은 질량 , 각 운동량
그리고 전하뿐이다.
5) 블랙홀은 계속 자라다 결국 사라진다.
블랙홀은 가스나 빛을 빨아들이면서 커진다.
물질을 삼켜 블랙홀의 질량이 2배가 괴면 블랙홀의 반지름은 2배, 그 표면적은 4배가 된다.
블랙홀의 이러한 성질을 연구한 호킹은 알 수 없는 무서운 결론에 도달하였다.
즉 "블랙홀은 작아질 수가 없다"는 것이며, 블랙홀은 우주 안에서 계속 성장해 나갈 수밖에
없는 운명을 짊어지고 있다는 것이다.
호킹은 더 나아가 다음과 같은 것을 증명하였다.
즉 블랙홀 안에서는 물질이 가지고 있는 갖가지 성질은 대부분 상실되어 결국 질량과 각
운동량과 전하의 세 가지만이 남게 되며, 블랙홀은 이러한 모든 것을 삼켜 버리게 된다는 것이다.
다시 말하면 이것은 블랙홀의 엔트로피가 증대한다는 의미로서 블랙홀의 엔트로피와
그 표면적은 항상 증대한다는 것이다.
두 블랙홀이 정면으로 충돌하는 경우, 블랙홀의 표면적은 대규모로 증대한다.
이 정면 충돌 시에는 블랙홀의 정지 에너지의 약 1000분의 1이 중력파로서 방출되는
것으로 생각되고 있다.
그러나 이 이론은 호킹 자신에 의해 다시 수정되었다.
양자론 적인 입장에서 보면 진공은 아무 것도 없는 빈 상태가 아니며, 입자와 반입자가
쌍으로 생성하였다가 소멸하는 "들끓는" 상태이다.
이들 입자와 반입자의 쌍은 매우 짧은 시간 내에 소멸하여 관측되지 않으므로 "가상 입자"
라고 한다.
블랙홀 주위의 상상을 초월할 만큼 중력이 강한 곳에서 입자가 생성되면, 한쪽의 입자가
블랙홀 안으로 흡수되는 일이 있다.
그렇게 되면 나머지 입자는 소멸되어야 할 상대가 없게 되어 밖으로 날아가게 된다.
이것을 멀리서 보면 블랙홀이 양에너지의 입자를 방출하여 결 국 질량을 잃는 것처럼
보인다.
즉 차츰 증발하는 것처럼 보인다는 것이다.
호킹의 이 효과는 별 이 붕괴하여 생기는 반지름 수 ㎞의 블랙홀에서는 무시된다.
그러나 우주 초기에 만들어진 미니 블랙홀은 이 운명을 회피할 수가 없다.
미니 블랙홀은 막대한 에너지를 방출하면서 결국 사라진다.
블랙홀을 우리 우주와 떼어놓는 사상의 지평면 그곳은 빛마저 탈출할 수 없는 경계이다.
지평면 위의 한 점에서 출발한 빛은 지평면에 수직 방향의 빛을 제외하고는 모두
특이점에 흡수된다.
수직 방향의 빛은 흡수를 면하게 되지만 지평면 밖으로도 안으로도 가지 못하고
영원히 면 위에 달라붙게 된다.
광원이 조금이라도 지평면 안으로 들어가면 모든 빛은 특이점만을 향할 수밖에 없다.
사상의 지평면 주위에서는 중력이 지나치게 강하기 때문에 시간의 흐름도 극히 묘해진다.
블랙홀에 빨려 들어가는 입자를 멀리서 보면 사상의 지평면 앞에서 움직임이 차음 느려지고
마침내 얼어붙은 것처럼 정지하고 만다.
입자는 영원히 사상의 지평면을 가로지르지 못하는 것처럼 보인다.
그러나 입자와 나란히 운동하면서 관측한다면 입자는 아무 일없이 지평면을 가로질러 간다는 사실을 깨닫게 될 것이다.
막대한 중력의 영향으로 먼 곳의 시간과 지평면 부근의 시간은 서로 다르다.
입자가 지평면을 횡단하는 순간, 먼 우주에서는 무한한 시간이 흐른다.
특이점 그곳은 시간과 공간이 끊어지는 점이다.
사상의 지평면 안은 우리의 상상을 초월하는 세계이다.
지평면 안에서는 시간과 공간 안에서 자유로이 이동할 수 있다.
한편, 시간은 미래를 향하여 흐를 뿐이고 멈추지는 않는다.
그러나 사상의 지평면 안에서는 공간을 자유로이 이동할 수도 없고 한 점에 머물 수도 없다.
모든 것은 중심의 특이점으로 빨려 들어갈 뿐이다.
즉 사상의 지평면 안에서는 미래는 곧 특이점 방향으로만 향하고 있다.
그러나 이러한 지평면 내의 놀랄 만한 성질도 블랙홀의 중심에 있는 특이점의 성질에 비하면 아무 것도 아니다.
특이점은 블랙홀에 빨려 들어간 모든 물질이 도달하는 밀도가 무한대 인 한 점이다.
그 곳에 도착하면 물질은 이 세계에서 홀연히 그 모습을 감춰 버리고 만다.
특이점 은 이제까지 존재하고 있던 것에의 낙인을 찍고 마는 것이다.
특이점은 물리법칙이 깨지는 곳이 기도 하다.
우리는 특이점에 도달한 물질이 어떻게 되느냐 하는 식의 질문조차 할 수가 없다.
그 것은 특이점에서는 시간과 공간이 끊어져 있기 때문이다.
블랙홀의 특이점, 그 곳은 모든 정보가 끊어진 점이며 시간과 공간의 가장자리이다.
위와 같은 이론이 상대성 이론에 의해 예언되고 급기야 발견하기에 이른다.
4. 화이트홀(White hole)과 웜홀(Worm hole)
상대성 이론에 비추어 보면 블랙홀처럼 끌어들이기가
전문인 세계가 있으면, 반드시 물질이 그 내부로는 절대 들어갈 수 없는 내뿜기가 전문인 세계가 있다.
이것을 "화이트홀(White hole)"이라고 한다.
그러나 화이트 홀이 어떻게 형성되는가 하는 메커니즘에 대해서는 전혀 아는 바가 없다.
블랙홀의 명명자 휠러는 블랙홀과 화이트 홀의 사건의 지평면 내부를 잘라내고 그 나머지를 연결시키면 어떻게 되는 가를 생각했다.
이렇게 하면, 블랙홀에 흡입된 물질은 화이트 홀에서 방출된다.
이때 블랙홀의 흡입구가 있는 세계와 화이트 홀의 방출구가 있는 세계는 전혀 다른 세계이다.
이 두 세계를 연결하는 통로를 휠러는 '웜홀(Worm hole)'이라 명명했다
***참고자료***
1. 박석재, 「스티븐 호킹의 새로운 검은 구멍」 국제언론문화사, 1991, pp. 23-24, 30-48, 100-116
2. Hawking, Stephen W. 「時間의 歷史」 三省이데아, 1990, pp. 129-174
3. Fraknoi, Andrew & Morrison, David & Wolff, Sidney 「우주로의 여행(Through the Universe)」 청범출판사, 1998, pp. 468-475

키워드

우주,   태양계,   생명체,   블랙홀,   a