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블랙홀내부

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18. 블랙홀 미스터리 , 블랙홀의 내부를 다시 쓰다 — 끈이론과 퍼즈볼 가설 블랙홀의 내부를 다시 쓰다 — 끈이론과 퍼즈볼 가설블랙홀 안에는 특이점이 있다. 밀도가 무한대가 되고 시공간의 법칙이 붕괴하는 지점. 일반 상대성 이론이 내놓는 이 답은 동시에 일반 상대성 이론의 한계를 고백한다. 물리학이 작동하지 않는 지점을 이론 스스로 만들어내기 때문이다.끈이론(string theory)은 이 답을 받아들이지 않는다. 블랙홀 내부에 특이점이 있다는 것은 이론의 결론이 아니라 이론이 부서지는 지점이라는 신호다. 끈이론의 관점에서 블랙홀은 처음부터 다르게 생겼을 수 있다. 특이점도 없고, 텅 빈 내부도 없으며, 사건의 지평선의 성질도 달라진다. 이것이 퍼즈볼(fuzzball) 가설이다.블랙홀의 내부를 다시 쓴다는 것은 단순한 수정이 아니다. 지금까지 블랙홀에 대해 제기된 거의 모든 역설..
09. 블랙홀 미스터리 , 회전하는 블랙홀의 중심을 통과하면 어디로 가는가 회전하는 블랙홀의 중심을 통과하면 어디로 가는가블랙홀의 중심에는 특이점이 있다. 특이점이란 밀도가 무한대가 되고 시공간의 곡률이 무한히 커지는 지점으로, 현재 물리학이 기술할 수 없는 영역이다. 일반적인 블랙홀에서 이 특이점은 점의 형태를 갖는다. 그리고 블랙홀 안으로 떨어진 모든 것은 결국 이 점으로 빨려 들어가 소멸한다. 끝이다.그런데 회전하는 블랙홀은 다르다. 우주의 블랙홀 대부분은 회전한다. 별이 붕괴할 때 회전 운동량이 보존되기 때문이다. 회전하는 블랙홀을 커 블랙홀(Kerr black hole)이라고 하는데, 1963년 수학자 로이 커(Roy Kerr)가 아인슈타인 방정식의 해로 발견했다. 커 블랙홀의 특이점은 점이 아니다. 링, 즉 고리 형태다. 그리고 이 링 특이점은 이론적으로 통과가 가능..
04. 블랙홀 미스터리 , 블랙홀 안으로 떨어지는 사람은 무엇을 경험하는가 블랙홀 안으로 떨어지는 사람은 무엇을 경험하는가블랙홀로 떨어지는 사람과, 그것을 멀리서 바라보는 사람. 두 사람은 같은 사건을 전혀 다르게 경험한다. 한 사람에게는 그 순간이 찰나처럼 지나가고, 다른 사람에게는 영원히 끝나지 않는 장면으로 보인다. 물리학이 허용하는 이 두 가지 현실은 모두 유효하다. 어느 쪽도 틀리지 않았다.블랙홀 안으로 떨어지는 사람은 무엇을 경험하는가. 이 질문은 공상과학의 영역처럼 들리지만, 일반 상대성 이론이 구체적인 답을 가지고 있는 물리학의 문제다. 그리고 그 답은 예상보다 훨씬 기묘하다. 같은 우주 안에서 같은 사건을 두고 두 명의 관찰자가 완전히 다른 결말을 경험한다는 사실은, 시간과 공간이 절대적이지 않다는 것을 가장 극단적인 방식으로 보여준다. 1. 바깥에서 보이는 장..