| 등록자
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빛을 향하여
2020.12.24 조회 :
134 |
(독자 토론 및 자유게시판에 본인이 여러 가지 靈性과 기타 과학, 음악, 투자(投資), 정치, 은하문명 책, 박찬호 님 글, 영성관련 책, 본인의 글---등등을 올리고 있습니다만, 여기Q&A 란에는 박찬호 대표님이 靈界로 가시는 바람에 현재 너무 쓸쓸하다고 생각하여, 실례를 무릅쓰고 자유게시판에 올리는 것과 똑같은 글을 여기에 올릴까 합니다.)
*일반인들이 가장 잘 모르는 분야 중 하나가 이 과학에 관한 정보인데, 여기에서는 본인이 최근에 읽은 과학에 관한 글과, 평소에 과학에 관한 본인의 지식을 결합하여 올려보기로 합니다. 여기 싣는 내용은 저작권에 관한 논란의 여지가 있어서 퍼가기나 전재(轉載)를 하지 말기 바랍니다.
*천문학에 관한 최신 정보 2
*블랙홀(black hole)
블랙홀은 우주에서 가장 불가사의한 존재 중 하나이다. 이 블랙홀에 관한 연구는 얼마 전에 고인이 된 영국의 스티븐 호킹(Stephan William Hawking) 박사가 최고의 전문가였다. 항성, 즉 별은 태양을 기준으로 해서 그 무게가 다양하게 분포되어 있는 바, 어떤 별의 무게가 태양의 0.08 배 이하의 별은 핵 융합은 일어나지 않고, 아무리 압축해도 중심의 온도가 올라가지 않기 때문에 핵융합 반응이 없어서, 그 수명도 정확하게 정의할 수 없게 된다. 이런 별을 ‘갈색 왜성’이라고 칭한다.
(색깔이 갈색처럼 어둠침침하기 때문) 이 갈색 왜성은 빛이 매우 약해서 관측이 거의 되지 않아서, 과거에는 이론상 존재하는 별이었는데, 최근에는 적외선 망원경 같은 첨단 관측 장비가 개발되어, 그 모습을 촬영하게 되었다. 모습이라고 해 보았자 멀리 있는 별이니까 하나의 점으로 밖에 나타나지 않으나, 여하튼 그 모습을 촬영할 수 있게 되었다는 것은 놀라운 과학적 성과이다. 다음에는 항성의 무게가 태양의 0.08배~8배 의 별은 그 수명이 다할 때 쯤 되면, 점점 크기가 커져서 적색거성(赤色巨星)이 되며, 이런 항성은 비교적 온화한 죽음을 맞게 된다. 즉, 가스는 서서히 우주 공간에 확산되게 되고, 항성의 중심부분만 남는다. 이때의 별은 엄청나게 무거워서 1 세제곱 센티 당 약 1톤의 무게가 되고, 멀리서 볼 때는 백색으로 빛나게 되어서 이름을 ‘백색왜성’이라고 부른다. 여기서 우주 공간으로 퍼진 이 항성의 잔유물(殘有物)을 ‘행성상 성운(行星狀 星雲=멀리서 볼 때 마치 하나의 행성 모양을 가진 성운이라는 뜻)이라고 하며, 이 행성상 성운은 그 모양이 가지가지의 다양한 모습을 갖고 있는 것이 특징이다. 다음에는 항성의 무게가 태양의 8배~25배가 되는 별은 수명이 다할 때가 되면 역시 거대한 적색 거성이 되며, 한계 점에 이르면 초신성 폭발을 일으키며, 이때는 그 중심에 중성자별이 남게 된다. 이중성자 별은 무게가 엄청나서, 1 세제곱 센티미터 당 약 10 억 톤의 무게를 갖게 되고, 크기는 지름이 약 10 km 정도인데도, 무게는 태양의 무게와 비슷한 엄청난 무게를 갖는다. 이 중성자별은 비록 지름이 약 10km에 불과한 작은 별이나, 내부는 중성자로 가득 차 있고 굉장한 무게를 갖고 있으며, 고속으로 회전하기 때문에 이 회전으로 인한 전파를 발생한다. 회전 속도는 數 밀리 초(=1000 분의 1초가 1 밀리 초 임)부터 수초까지 다양하다. 한 번 생각해보라. 지름이 약 10km인 별이 1초에 1000 번 회전한다는 것을! 상상하기도 쉽지 않을 것이다. 이 중성자별을 최초로 발견한 과학자는 1967년에 영국의 천문학 대학원생인 조슬린 벨(Jocelyn Bell 1943~)이었다. 그녀는 우주에서 인간의 맥박처럼 규칙적으로 발사하는 전파를 포착하여, 이를 분석해본 결과 중성자별에서 발사하는 전파임을 알았고, 이 별을 펄서(pulsar=맥박처럼 전파를 발사하는 별이라는 의미. pulse=맥박, 고동)라고 명명하였다. 다음에 별의 무게가 태양의 25 배 이상의 무거운 별은 수명이 다할 경우에는 초신성 폭발 이후에 중성자별이 되지 않고, 블랙홀이 된다는 것이다. 이 블랙홀은 빛도 통과할 수 없는 그야말로 검은 구멍 그 자체이다. 현재 천문학적인 관측에 의하면, 우주에 있는 거의 모든 은하계의 중심에는 거대(巨大)한 블랙홀이 있다고 한다. 그리고 중심의 거대 블랙홀 이외에도 은하계의 곳곳에 수많은 작은 블랙홀이 있는 바, 우리 은하 안에는 약 4~5 억 개의 작은 블랙홀이 있다고 한다. 천문학자들은 이 블랙홀이 빛이 없기 때문에 그 존재를 촬영할 수가 없고, 단지 블랙홀 주변에 형성되는 강착원반(降着圓盤), 즉 블랙홀 주변에 가스끼리의 마찰을 통하여 만들어지는 수백만 도의 온도를 갖는 전자기파가 빛을 발하며, 바로 이 둥그런 빛의 원반 모양을 보고서 블랙홀의 존재를 알 수 있다고 한다. 블랙홀에 가령 우주선이나 별이 빨려 들어간다면 어떻게 될까? 그야 당연히 블랙홀의 무시무시한 압력에 의하여 찌부러지게 되고, 결국 산산 조각이 나게 된다. 또한 쌍성(雙星)의 경우 한 별이 초신성 폭발을 하여 블랙홀이 되고 다른 한 별이 적색거성(赤色巨星)이 될 경우에 블랙홀의 흡인력에 의하여 적색거성의 가스가 급격하게 블랙홀에 빨려 들어가게 되는데, 이때 그 가스 중 블랙홀 속으로 들어가지 않은 가스는 블랙홀에서 격렬한 속도로 분출되게 된다. 이를 제트라고 부른다. 지구에서 수십억 광년의 거리에 있는 블랙홀의 경우, 이 제트 분출에서 강력한 빛이 발사되는 경우가 있는데, 태양 빛의 수 조 배 혹은 수십조 배의 엄청나게 밝은 빛을 발하여, 지구에서 보면 마치 하나의 밝은 별처럼 보인다.
그러나 실은 별이 아니고, 하나의 은하계의 중심에 있는 블랙홀에서 분출하는 밝은 빛이라는 것이다. 이런 우주 탄생 초기의 밝은 빛을 발하는 은하계를 퀘이사(quasar)라고 칭한다.
Quasar 의 명칭은 ‘quasi-stella radio sources’에서 따온 말로서 ‘별(=stella)과 유사(類似=quasi)한 전파원(電波源=radio sources)’이라는 의미이다. 나중에 신성(新星)과 초신성을 설명할 때 다시 자세히 설명하겠다. 또한 블랙홀은 그 수명이 영원한 것이 아니고, 세월이 흐르면 증발해서 없어진다고 하는데, 이 증발 설은 영국의 스티븐 호킹 박사가 주장하였다.
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