대부분의 사람들은 블랙홀이라는 개념에 대한 기본적인 생각을 가지고 있습니다. 즉, 근처에 접근할 만큼 어리석은 물질을 영원히 소모하는 공간과 시간 구조의 비정상적인 왜곡입니다. 블랙홀의 저항할 수 없는 중력은 너무 커서 빛조차 방출될 수 없습니다. 따라서 이러한 우주 현상은 완전히 밝혀지지 않고 주변 물질에 미치는 영향을 통해서만 관찰할 수 있습니다. 이 경우 과학자들은 다음을 찾고 있습니다. 화이트홀.
이 기사에서는 화이트홀 검색에 대해 알아야 할 모든 것과 그에 대해 알려진 내용을 알려 드리겠습니다.
화이트홀이란 무엇이고 어떻게 형성되나요?
블랙홀의 존재를 정확하게 예측한 과학이론은 본질적으로 블랙홀과 정반대되는 화이트홀의 존재도 가정하고 있다. 그만큼 블랙홀 물질과 에너지에 대한 만족할 줄 모르는 욕구를 가지고 있는 반면, 화이트홀은 (이론적으로) 그들은 끊임없이 우주에 에너지를 방출합니다. 아무것도 블랙홀의 손아귀에서 벗어날 수 없듯이 화이트홀에도 아무것도 들어갈 수 없다고 믿어집니다.
쉽게 말하면, 화이트홀은 시간의 흐름이 바뀌는 블랙홀로 인식될 수 있습니다. 화이트홀은 질량, 각운동량 또는 "스핀" 및 전하를 포함하여 블랙홀과 특정 특성을 공유합니다.
블랙홀처럼, 화이트홀은 질량을 갖고 있으며 적어도 처음에는 물질을 끌어당기는 능력을 갖고 있습니다. 그러나 물질과 빛이 이 두 우주 현상의 사건 지평선과 상호 작용하는 방식에는 근본적인 차이가 있습니다. 블랙홀의 사건 지평선을 가로지르는 물체는 화이트홀의 "반사건 지평선"에 도달할 수 없지만, 화이트홀의 사건 지평선에 접근하는 물질은 강제로 방출될 수 있습니다.
블랙홀과 화이트홀의 차이점
블랙홀과 화이트홀은 주로 형성 방식이 다릅니다. J. 로버트 오펜하이머(J. Robert Oppenheimer)와 그의 팀이 수행한 연구를 통해 우리는 거대한 별이 핵연료를 연소하여 수명이 다하면 중력 붕괴를 겪는다는 것을 이해할 수 있었습니다. 이 붕괴로 인해 외층이 형성됩니다. 초신성 폭발로 별이 부서지고 핵이 붕괴되어 블랙홀이 생성됩니다.
모든 인과관계 원칙을 무시하고 견딜 수 없는 고통이 역전될 수 있다는 가상의 시나리오에서는 Kruskal이나 Novikov의 수학적 모델이 가정하는 것처럼 화이트홀로 나타나지 않을 것입니다. 오히려 이 우주 되감기 메커니즘은 우리를 죽어가는 별로 다시 데려갈 뿐입니다.
현재 우리가 아는 한 최선을 다해, 우주에는 화이트홀을 일으킬 수 있는 물리적 과정이 알려진 바 없습니다.
상대성이론과 화이트홀
화이트홀의 예측은 일반 상대성 이론의 직접적인 결과입니다. 화이트홀이라는 주제를 탐구하기 전에 먼저 알베르트 아인슈타인의 중력 이론, 일반 상대성 이론의 기념비적인 공헌을 고려해야 합니다.
일반 상대성 이론으로 알려진 아인슈타인의 획기적인 중력 이론은 1915년에 처음 등장하여 물리학자들 사이에서 큰 반향을 불러일으켰습니다. 그 전에는 아이작 뉴턴의 중력에 대한 설명이 지배적인 설명이었습니다. 작은 규모에서는 효과적으로 작동했지만 더 큰 규모의 물리학의 복잡성에 직면할 때는 지속적으로 부족했습니다.
중력에 대한 아인슈타인과 뉴턴의 이해 사이의 주요 차이점은 공간과 시간의 역할에 대한 개념화에 있습니다. 뉴턴은 그것들을 보편적인 사건들이 펼쳐지는 단순한 배경으로 보았지만, 일반 상대성 이론은 “시공간”이 우주 이야기를 형성하는 데 적극적으로 관여하는 역동적인 실체라고 제안했습니다.
이러한 현상의 원인은 질량을 가진 물체가 시공간에서 정지하면 시공간 구조 자체가 왜곡된다는 일반상대성이론에 뿌리를 두고 있다. 이 왜곡의 크기는 물체의 질량에 정비례하며, 이 왜곡으로 인해 중력이 발생합니다. 이것이 바로 태양의 중력이 지구보다 더 강한 이유입니다. 태양에 의한 시공간 왜곡은 더욱 두드러집니다. 따라서, 이러한 왜곡은 에너지와 물질에 대한 안내 역할을 하며 공간 영역 내에서의 움직임을 지시합니다.
화이트홀과 다중우주론
실제로 여러 우주로 구성된 다중우주가 있다면, 우리 우주에 화이트홀이 없다는 사실은 블랙홀이 전혀 없는 화이트홀로만 구성된 우주가 존재할 가능성을 시사합니다.
이러한 현상이 나타나는 이유는 다중우주의 각 개별 우주 내에서 시간이 단방향 시스템으로 작동하기 때문일 수 있습니다. 우리 자신의 우주에서는 시간은 무한한 미래와 함께 독점적으로 진행되며 결과적으로 화이트홀 형성을 방지합니다. 반대로 평행 다중우주 시간은 무한한 과거와 함께 역방향으로만 이동하므로 블랙홀의 존재는 금지되지만 화이트홀의 존재는 허용됩니다.
화이트홀을 관찰할 수 있나요?
이론 물리학자인 카를로 로벨리(Carlo Rovelli)에 따르면 우주에 퍼져 있는 수수께끼의 암흑 물질은 화이트홀에서 유래했을 수 있다고 합니다. 계산을 통해 로벨리는 10.000 입방 킬로미터당 양성자보다 훨씬 작고 무게가 12만분의 XNUMX그램에 불과한(사람 머리카락 XNUMXcm 질량에 해당하는) 하나의 작은 화이트홀이 어두운 입자의 존재를 설명할 수 있다는 사실을 알아냈습니다. 우리 태양의 은하계 환경 내의 물질 방사선을 방출하지 않는 이 눈에 보이지 않는 화이트홀은 크기가 매우 작기 때문에 감지할 수 없습니다. Rovelli는 양성자가 화이트홀 중 하나와 충돌하면 단순히 튕겨져 나갈 것이라고 설명합니다. 그들은 아무것도 소비할 능력이 없습니다.
이 정보를 통해 화이트홀의 존재 가능성과 그 특성에 대해 더 많이 배울 수 있기를 바랍니다.