우주는 눈에 보이는 것이 다가 아니다. 눈이 보이지 않는 것이 훨씬 많다. 사실 대부분의 우주를 놓고 보면 당신은 이상하고 하찮은 존재에불과하다. 당신, 그리고 당신이 아끼는 모든 것을 구성하고 있는 일상의 대상들은 우주의 10퍼센트도 차지하지 않는다. 그 나머지는 암흑물질(dark matter)과 암흑 에너지(dark energy)라는 신비로운 존재로 구성되어 있다. 이 두 가지가 함께 모여 우리 시대의 가장 큰 우주론적 미스터리 중 하나를 구성하고 있다. 하지만 이들의 실체에 대해서는 모두 짐작만 할 뿐, 그 누구도 정확히는 모른다.
블랙홀은 어떻게 형성되는가?
질량이 우리 태양의 대략 두 배나 그 이상인 항성은 모두 블랙홀이 될운명을 갖고 있다. 그런 항성은 막대한 중력장을 가지고 있어서 이것때문에 내부로 향하는 압력이 만들어진다. 항성의 수명이 다하지 않은 동안에는 중심핵에서 일어나는 핵융합을 통해 이 압력을 상쇄한다. 하지만 이 연료가 바닥나면 항성들은 이 압력에 더 이상 버틸 수가 없어서 중력 붕괴(gravitational collapse)가 일어나 자신의 안쪽으로 스스로를 향해 무너지기 시작한다.
이 과정을 통해 직접 블랙홀이 형성되는 경우도 있고, 아니면 초신성이라는 거대한 폭발로 이어지기도 한다. 초신성 폭발이 일어나면,
바깥층이 날아가 버리고 중심핵만 남는다. 이 중심핵의 질량이 충분 한 경우에는 계속해서 붕괴를 이어간다. 이 붕괴하는 물질이 점점 밀도가 높아지다 보면 너무 강력한 중력장 때문에 빛조차 빠져나올 수 없는 임계점을 넘어서게 된다. 이것이 블랙홀의 탄생이다.
한 가지 중요한 돌파구는 사건의 지평선(event horizon)‘이라는 개념의 등장이었다. 이것은 블랙홀의 ‘표면‘으로, 중력이 너무 강해서 그 무엇도 빠져나올 수 없는 시공간의 경계다.
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