블랙홀이란?
1969년에 미국의 물리학자 휠러(J.Wheeler;1911~)는 아인슈타인의 이론에서 예언하는 새로운 천체를 `블랙홀(Black Hole)'이라고 불렀다. 그 천체는 표면이 없고, 어떤 영역의 내부로 떨어져 들어가면 강한 중력으로 아무것도 그 곳을 빠져 나갈 수가 없다. 그 영역은 빛조차도 탈출할 수 없기 때문에 암흑의 세계이다. 이것이 블랙홀이라는 이름이 생기게 된 유래이다. 그 명명이 절묘하여 블랙홀은 신비로운 천체로서 많은 사람들의 관심을 끌고 있다.
블랙홀이란 과연 어떤 것이고, 정말로 존재하는 것일까.최첨단의 연구에 의해 밝혀져 가는 블랙홀의 정체에 대해 자세히 알아보자.아인슈타인(A.Einstein;1879~1955)이 `일반 상대성 이론'을 제창한 다음 해인 1917년에 독일의 수 학자 슈바르츠실트(K.Schwarzschild;1873~1916)는, 오늘날 블랙홀로서 알려져 있는 이 불가사의한 천체가 아인슈타인의 이론에 의해 예언된다는 것을 지적하였다.빛이 탈출할 수 없는 별 이야기는 18세기에 이미 프랑스의 수학자 라플라스(P.Laplace;1749~1827)와 영국의 물리학자 미첼(J.Mitchell) 에 의해 논의되고 있었다. 그들의 논의는 뉴턴(I.Newton;1642~1727) 의 `중력의 법칙'에 바탕을 둔 것이다.
그러나 블랙홀처럼 강한 중력을 가진 천체를 엄밀하게 따지려면, 아인슈타인의 상대성이론의 등장을 기다려야 했다.블랙홀은 밀도도 중력의 세기도 무한대인 `특이점(特異點, Singular point)'과, 그 주위의 `사상의 지 평면(事象-地平面, Event horizon)'으로 형성된다. 당시에는 사상의 지평면이 무엇을 의미하는 가를 알수없어서, 제 1선의 연구자 모두가 그 연구에 몰두하였다. 연구 결과 지금은 사상의 지평면 이, 거기서부터 안쪽으로 들어가면 모든 것이 탈출할 수 없게 되는 영역과의 경계면임을 알고 있다.아인슈타인의 이론에서는 빛보다 빨리 진행하는 물질은 없다. 가령 블랙홀의 중력이 엄청나게 강하 여 빛도 거기서 탈출할 수 없다면,다른 물질 역시 거기서 탈출할 수 없다. 블랙홀의 내부로 들어간 물질은 영구히 거기에 갇히게 된다. 그렇다면 모든 물질이 그 곳으로 들어가 버리는 특이점이란 과연 어떠한 곳인가? 그 곳은 어떤한 방정식도 의미가 없고, 어떠한 물리의 법칙도 전혀 통용되지 않는 세계이다.
특이점으로 들어가 버리면 어떻게 되는가? 그것은 현재 전혀 알지못하고 있다. 오늘날 블랙홀이 실 제로 존재하는 것은 틀림없는 사실인것 같다. 그러나 여기에 이르기까지는 몇가지의 중요한 연구와 발견이 있었다. 중성자 별과 펄서(Pilsar:맥동 전파원), 블랙홀의 후보인 X선 별의 발견, 영국의 물 리학자 펜로즈(R.Penrose)와 호킹(S.Hawking;1942~)에 의한 `특이점 정리'의 증명, 은하중심의 거대 한 블랙홀이나 우주에 있어서의 미니블랙홀의 형성 가능성의 지적등이 그것이다.