[2024-53] 화이트홀

화이트홀
카를로 로벨리 지음, 김정훈 옮김, 이중원 감수 / 쌤앤파커스 / 2024년 9월

제목 : 화이트홀

작가 : 카를로 로벨리

출판사 : 쌤엔파커스

읽은기간 : 2024/11/15 -2024/11/1

로벨리 책중에서는 제일 읽기가 편했다.

이유가 뭔가 하고 생각해봤는데 아직 완성되지 않은 이론이라 그런것 같다.

그래서 물리학의 도움보다는 상상력의 도움을 더 많이 받았다. 

물론 양자역학에서 확률함수에 따른 블랙홀과 화이트홀의 전환과정은 잘 모르겠다. 

그 부분이 수학으로 설명되지 않고 말로만 설명되다보니 그럴까? 하는 생각도 들었다. 

그러나 아인슈타인의 일반상대성이론은 시간의 방향에 구애받지 않는다라는 사실에서 출발해 시간의 방향을 거꾸로 돌려 화이트홀을 만들어내는 과정은 과학자가 아닌 사람의 눈으로 봐도 흥미로웠다. 

과학은 엄밀할지 모르겠지만 역시 상상력에서부터 출발하는 건 과학도 같은 것 같다. 

어려워서 힘들어하면서도 로벨리 책을 계속 읽는 것을 보면 무언가 끌리는 게 있는것 같다.

다음 책이 기대된다. 화이트홀의 이론이 완성이 되서 나올까?

p16 아인슈타인의 방정식은 시간을 거꾸로 돌려도 변하지 않아요. 반등을 일으키려면 시간을 거꾸로 돌리고 해들을 함께 결합하기만 하면 돼요.

p21 이 방정식은 아주 힘든 작업의 결과물이었습니다. 우리는 그 흔적을 일련의 논문들에서 찾아볼 수 있는데, 각 논문에 실린 다른 버전의 방정식들은 모두 틀린 것이었습니다. 틀린 것을 발표할 용기가 없다면 아인슈타인이 될 수 없는 것이죠

p31 신비한 휘파람 소리가 무엇인지 알게 되었습니다. 그것은 우리 은하중심에 있는 거대한 블랙홀 속으로 빠져 들어가기 전에 격렬하게 소용돌이치고 있는 백열 물질에서 방출되는 방사선이었습니다. 그 블랙혹은 지구의 궤도 전체만큼이나 크고 질량은 태양의 400만 배에 달합니다.

p32 이제는 그도 생각이 바뀌었습니다. 비판하려고 이런 말을 하는 것이 아닙니다. 바로 이것이 과학의 아름다움이라고 말하려는 겁니다. 자신의 주장을 철회하는 것은 잘못이 아닙니다. 그것은 뭔가를 배운다는 거니까요. 최고의 과학자는 자신의 주장을 자주 철회하는 사람입니다. 아인슈타인처럼 말이죠

p44 이것은 관점에 따른 효과가 아니라, 중력으로 인한 실제 시간 왜곡입니다. 중력이 강한 곳은 중력이 약한 곳보다 시간이 더 느리게 흐르는 것이죠. 이것이 바로 시공간이 휘어진다는 말이 의미하는 바입니다. 실제로 시간은 장소에 따라 서로 다른 속도로 흐릅니다.

p50 갈릴레오의 위대한 저서인 두 우주 체계에 관한 대화에서 대부분의 페이지는 지구가 돈다는 주장을 펴는 데 할애되지 않습니다. 이 책은 지구가 돈다는 것을 상상할 수 없다는 뿌리 깊은 직관을 무너뜨리는 데 전념하고 있습니다.

p55 자와 시계로 측정되는 공간과 시간의 기하학이 바로 이 중력장에 의해 결정된다는 것이었습니다. 그러므로 중력장에 대한 방정식은 공간과 시간이 어떻게 휘어지는지 기술합니다. 그래서 중력이란 물체의 영향으로 시간과 공간이 휘어지는 것 바로 그것입니다. 공간이 휘어지면 시간도 서로에 대해 느려지는 일이 일어납니다. 앞에서 나온 시간의 왜곡은 바로 이런 식으로 일어났던 것입니다.

p67 깔때기가 좁아질수록 시공간 왜곡이 심해지죠. 이것이 시간과 공간이 양자 현상의 영향을 받을 것으로 예상되는 규모인 플랑크 스케일에 도달하면, 우리는 아인슈타인의 방정식을 위합나흔 양자 현상의 영역에 진입하게 됩니다.

p76 집에 너무 많은 것을 두고 가면 앞으로 나아가는 데 쓸 도구가 부족하지만, 너무 많은 것을 가져가면 새로운 이해의 길을 찾지 못합니다. 비결 같은 건 없습니다. 시행착오만 있을뿐.

p88 사실 그것은 아인슈타인 방정식의 또 다른 해가 아닙니다. 블랙홀을 기술하는 것과 동일한 해이지만, 시간 변수의 부호를 반대로 쓴 것입니다. 동일한 해를, 시간을 거꾸로 돌려서 본 셈이죠. 화이트홀은 블랙홀을 촬영하고 그 영상을 거꾸로 재생할 때 나타날 모습인 것입니다.

p100 공간이 한 구성에서 다른 구성으로 양자도약하는 현상입니다. 루프 양자 중력 이론은 이러한 종류의 양자도약, 즉 공간의 한 구성에서 다른 구성으로 점프하는 것을 기술합니다.

p106 수학적으로 처리하기 가장 어려운 영역은, 지평선이 블랙홀에서 화이트홀로 양자도약하는 B영역입니다. 이 전이에 대한 계산은 현재 진행중입니다. 이 계산은 공변 또는 더 화려하게 스핀 거품이라고 불리는 루프 이론의 한 버전을 기반으로 합니다.

p117 우리는 시공간의 기하학을 정확하게 기술하는 방정식을 작성해야 했습니다. 그 방정식이 양자도약을 제외한 모든 곳에서 아인슈타인의 방정식을 만족시킨다는 것을 보여주어야 했죠. 또한 양자도약의 확률 계산에 착수해야 했습니다.

p127 1974년 스티븐 호킹은 뜻밖의 발견을 합니다. 블랙홀이 열을 방출한다는 것이었습니다. 이것 역시 양자 터널 효과이지만 플랑크 별의 반등보다 더 단순합니다.

p132 오래된 블랙홀은 증발이 많이 되어서 에너지가 별로 없습니다. 호킹 복사 때문에 에너지를 잃었기 때문이죠. 이런 블랙혹도 여전히 많은 정보를 담을 수 있을까요? 이것이 바로 논쟁거리입니다.

p138 지평선에 들어간 정보는 신비한 마법으로 빠져나오는 것이 아닙니다. 간달프처럼 하얗게 변한 후에야 지평선 밖으로 나옵니다. 스티븐 호킹은 말년에 인생의 블랙홀을 두려워해서는 안 된다고 말하곤 했습니다. 조만간 빠져나오게 될 테니까요. 화이트홀을 통과해 나오는 것이죠

p142 플랑크별도 마찬가지입니다. 블랙홀은 호킹 복사를 방출하면서 에너지를 잃고 작아지며, 별이 다시 화이트홀로 튕겨져 나와도 화이트홀은 처음의 블랙홀 크기만큼 돌아가지 않고 작은 상태로 머뭅니다.

p148 몽블랑의 이탈리아 쪽에서 보면 위쪽은 북쪽이고, 몽블랑의 프랑스 쪽에서는 남쪽입니다. 거스를 수 없는 시간의 흐름도 마찬가지로 사물이 배열되는 방식을 반영합니다.

p156 과거의 초기 불균형이 현재에 과거의 흔적이 있는 이유입니다. 흔적의 형성은 모두 평형을 향한 중간 단계일 뿐입니다. 따라서 현재에 과거의 흔적이 있다면, 그것은 오로지 과거의 불균형 때문인 것입니다. 우리가 미래를 기억하지 않고 과거를 기억하는 까닭은 오로지 초기 불균형 때문입니다.

p169 이제 마침내, 시간에 방향이 없다고 생각하는 것이 왜 그렇게 어려운지에 대한 답을 얻었습니다. 우리의 사고 자체가 시간의 방향성의 자식이기 때문입니다. 초기 불균형의 산물 중 하나인 것입니다.

p180 털과는 달리 전하가 없기 때문에 빛과 상호작용을 하지 않아 보이지 않습니다. 아주 약한 중력만 가지고 있을 뿐입니다.