스티븐 호킹 딸 "아빠, 블랙홀이 뭐야?"
스티븐 호킹 딸 "아빠, 블랙홀이 뭐야?"
  • 이웃집과학자
  • 승인 2018.03.30 09:30
  • 조회수 4358
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스티븐 호킹의 딸 루시 호킹이 아버지와 나눴던 대화를 상상으로 재구성 해봤습니다.

 

루시 호킹 : 아빠, 블랙홀이 뭐에요?

 

으아아아~~~ 블랙홀에 빨려들어가는 모습.
으아아아~~~ 블랙홀에 빨려들어가는 모습.

스티븐 호킹 : 그건 말야. 빛도 빠져나가지 못할 만큼 중력이 강한 천체지. 우주의 그 무엇도 빛보다 빠를 수 없기 때문에 우주의 모든 물질은 블랙홀로 빨려들어가면 다시는 밖으로 나올 수 없단다.

 

블랙홀 안 '사건의 지평선'
블랙홀 안 '사건의 지평선'

블랙홀 가장자리는 '사건의 지평선'이라고 해. 넘어가면 이쪽에 있는 관찰자와 상호작용할 수 없는 '시공간 경계면'이지. 그 안에서 뭔 사건이 벌어지는지 도통 알 길이 없어. 사건의 지평선은 폭포의 가장자리와 비슷합니다. 한 번 넘어가면 벗어날 수 없기 때문이지. 

 

블랙홀 안으로 많은 것들이 떨어질수록 블랙홀은 더 커져. 마치 돼지에게 먹이를 주는 것과 같아. 그렇게 블랙홀은 커지고 뚱뚱해져.

 

출처 : 주니어RHK (조지의 우주를 여는 비밀 열쇠)
출처: 주니어RHK (조지의 우주를 여는 비밀 열쇠)

루시 호킹 : 우와! 그럼 애초에 블랙홀은 어떻게 만들어지는 거예요?

 

스티븐 호킹 : 역시 우리 딸은 질문이 남달라. 블랙홀이 태어나려면 어떤 조건이 필요할까? 엄청나게 많은 양의 물질이 아주 작은 공간 속으로 꾸역꾸역 모여야 하지.

 

출처 : 주니어RHK (조지의 우주를 여는 비밀 열쇠)
출처: 주니어RHK (조지의 우주를 여는 비밀 열쇠)

일반적으로 블랙홀은 연료를 다 태워 버린 별이 거대한 수소 폭탄처럼 폭발할 때 만들어져. 이 폭발은 초신성이라고 부르지. 이 폭발로 인해 별의 가깥 부분은 밀려서 팽창한단다. 반대로 별의 안쪽은 중심을 향해 수축하게 되지. 이를 그림으로 표현해볼까?

 

출처 : 주니어RHK (조지의 우주를 여는 비밀 열쇠)
출처: 주니어RHK (조지의 우주를 여는 비밀 열쇠)

루시 호킹 : 그럼 아빠, 블랙홀은 어떻게 볼 수 있어?

 

스티븐 호킹 : 대답은 'NO'. 왜냐하면 블랙홀은 빛조차 빠져나올 수 없기 때문이지. 캄캄한 지하실에서 검은 고양이를 찾는 느낌이랄까? 눈으로 블랙홀을 본다는 건 불가능해.

 

그러나 다른 방식으로 블랙홀을 '탐지'할 수는 있어. 블랙홀은 강력한 중력을 가지고 있다는 건 알지? 응 알아. 그래. 보이지는 않지만 주변 천체들의 움직임을 통해 블랙홀의 존재를 탐지할 수는 있는거야. 만약 어떤 별이 보이지 않는 무언가를 중심으로 돌고 있다면, 그 중심에 블랙홀이 있다는 얘기지. 예를 들어 우주에 떠다니는 가스와 먼지로 이루어진 원반 모양이 보이지 않는 어떤 천체를 중심으로 도는 경우가 있는데, 바로 블랙홀이 있다는 증거야.

출처 : 주니어RHK (조지의 우주를 여는 비밀 열쇠)
출처 : 주니어RHK (조지의 우주를 여는 비밀 열쇠)

루시 호킹 : 그렇구나. 나 기회가 된다면, 꼭 한 번 가보고 싶은 데가 있어. 바로 블랙홀!

 

스티븐 호킹 : 하하. 아빠가 한 번 말해볼테니 상상으로라도 빠져들어가보렴. 블랙홀도 중력을 가지고 있으니 우리도 블랙홀로 빨려 들어가는 상상을 해볼 수 있으니까. 유쾌하진 않겠지만.

 

출처: 주니어RHK (조지의 우주를 여는 비밀 열쇠)
출처: 주니어RHK (조지의 우주를 여는 비밀 열쇠)

만약 발이 먼저 블랙홀로 떨어진다면 발이 머리보다 블랙홀에 더 가깝다는 말일텐데. 발에 가해지는 중력이 머리에 가해지는 중력보다 더 강하겠지? 결국 몸은 세로로 길게 늘어나. 옆으로는 납작하게 짜부러지지. 아시아의 국수 면발처럼 말야.

 

블랙홀의 중심으로 갈수록 몸이 점점 찢겨나간다고 합니다. 
블랙홀의 중심으로 갈수록 몸이 점점 찢겨나간다고 합니다. 

 

사실 중심에 도달하기도 전에 갈기갈기 찢어져서 스파게티가 되버릴거야.

출처 : 주니어RHK (조지의 우주를 여는 비밀 열쇠)
출처 : 주니어RHK (조지의 우주를 여는 비밀 열쇠)

루시 호킹 : 으아악! 끔찍해~ 블랙홀 밖으로 나올 수는 없어?

 

스티븐 호킹 : 방법이 아예 없진 않지.

 

루시 호킹 : 뭐야~ 아까는 빛도 빠져나오지 못하는 영원한 감옥이라더니 갑자기 무슨소리?

 

스티븐 호킹 : 공간과 시간의 미세한 파동들은 블랙홀이 한 때 생각되었던 대로 완벽한 함정일 수 없다는 것을 의미해. 그렇기는커녕 블랙홀은 호킹복사의 형태로 입자들을 뱉어 내지. 아빠 이름 붙어 있는 거 멋지지? 호킹 복사는 유식하게 얘기하면 양자 역학적 효과로 인해 블랙홀이 방출할 것으로 예측되는 복사야. 쉽게 말하면 블랙홀이 이것저것 너무 많이 먹어 토해내는 경우라고 생각하면 돼.

 

원자 형태로 뿜뿜~

결국 호킹 복사로 인해 블랙홀은 먹은 것을 조금씩 토해내고 결과적으로 점차 사라질거야. 처음에 조금씩 토해내다가 수십억년 뒤에는 완전히 사라지겠지. 따라서 블랙홀은 결코 영원한 감옥이 아니야. 물론 그 안에 갇혔던 죄수들은 아주 미세하게 쪼개진 채 감옥을 나오겠지.

 

출처 : 주니어RHK (조지의 우주를 여는 비밀 열쇠)
출처 : 주니어RHK (조지의 우주를 여는 비밀 열쇠)

그러니까 블랙홀에서 빠져나올 수 있지만 그건 내가 내가 아닌게 되겠지...?


 

※ 천문학자로서 '이웃집과학자'의 서평.

 

최근 타계한 스티븐 호킹 박사는 어린 시절 사물이 어떻게 작동하는지 궁금점이 많았다고 합니다. 친구와 함께 조종할 수 있는 복잡한 모형들을 만들곤 했다고 하죠. 우주가 어떻게 돌아가는지 알고 싶어 한 호기심의 출발이지 않을까 생각합니다.

호킹 박사는 생전에 대중과학서를 여러 권 집필했습니다. 너무나도 유명한 저서인 <시간의 역사>가 그 중 하나입니다. 전 세계 30개국에 수백만 부가 팔린 글로벌 베스트 셀러입니다. 다만 대중과학서 치고 내용이 너무 어려워서 판매량에 비해서 실제 끝까지 정독하고 이해한 사람은 적다는 흉흉한 소문이 돌기도 했죠.

 

호킹 박사는 저널리스트이자 소설가인 여성과 <조지의 우주를 여는 비밀 열쇠>라는 이름의 우주과학동화를 집필했습니다. 주인공 '조지'와 세상에서 가장 진보한 인공지능 컴퓨터 '코스모스'가 만나 우주의 비밀을 하나씩 알아간다는 내용의 소설책입니다. 참고로 여성 저널리스트의 이름은 루시 호킹으로 스티븐 호킹 박사의 친딸입니다.

 

"아버지와 나는 과학을 아이들도 쉽게 읽을 수 있는 소설로 엮어 내기 위해 최선을 다했어요. 물리학에 관심 없는 아이들의 마음까지 움직일 정도로 재미있고 독창적인 책이 되길 바랐거든요." - 루시 호킹

 

그녀는 <조지의 우주를 여는 비밀 열쇠>를 집필하면서 '교육적' 이라는 느낌이 들지 않고 흥미롭게 과학 지식을 전달하고자 노력했습니다. 아버지 스티븐 호킹 박사와 수많은 시간을 대화하며 복잡한 개념을 간단한 삽화로 표현하는 방법을 찾길 노력했습니다.

 

"우주로 나가지 않는다면 우리 인류에겐 미래가 없다고 생각해요." -스티븐 호킹 박사

 

스티븐 호킹 박사는 첫 준궤도 우주 비행을 하게 될 버진 갤럭틱의 우주선(민간 우주 개발 기업 버진 갤럭틱의 소유자인 영국의 리처드 브랜슨 경이 추진 중인 우주여행 프로그램)에 탑승할 예정이었습니다. 안타깝게도 본격적인 우주 탐사 시대가 오기 전에 수명을 다해 꿈을 이루진 못했습니다.

 

한국에서 '과학 대중화'를 꿈꾸며 <이웃집과학자>를 설립한 저는 호킹을 떠나보낸 이 시점에 이 책을 다시 한 번 꺼내 읽습니다. 호킹에 대한 리스펙트를 담아 이 콘텐츠를 하늘로 부칩니다.



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