Event Horizon Telescope 프로젝트(Event Horizon Telescope) 참여자, 대규모 네트워크전파 망원경은 처음으로 별자리 처녀 자리의 Messier 87 (M87) 은하에서 블랙홀 그림자의 실제 이미지를 보여주었습니다.
천체 물리학 자들이 국제 프로젝트 작업 결과를보고 한 6 개의 대규모 기자 회견이 동시에 전 세계에서 열렸습니다.
프로젝트 리더 중 한 명인 Luciano Rezzol은 결과 이미지가 사건의 지평선의 존재를 확인한다는 것, 즉 Albert Einstein의 일반 상대성 이론의 정확성을 증명한다고 언급했습니다.
과학자들은 전파 망원경 네트워크가 그러한 관측에 가장 적합하기 때문에 전 세계에 있는 8개의 장파장 전파 망원경의 성능을 하나의 대형 간섭계 전파 망원경으로 결합했습니다. 전파 망원경은 특히 프랑스, 칠레, 하와이 섬, 남극. 이벤트 호라이즌 망원경은 블랙홀을 둘러싸고 있는 시공간 가장자리의 이름을 따서 명명되었으며 돌아올 수 없는 지점으로 알려져 있습니다.
망원경은 어디를 보고 있었습니까?
각 은하의 중심에 있는 초거대 블랙홀 주변을 탐험하기 위해 과학자들은 멀리 떨어진 우리 은하의 중심에 위치한 작고 밝은 전파 방출원인 궁수자리 A*라는 두 물체에 전파 망원경 네트워크를 보냈습니다. 지구에서 약 26,000광년 떨어져 있고, 처녀자리에 있는 타원은하 Messier 87(M87)의 중심에 있는 하나의 블랙홀은 지구에서 5,500만 광년 떨어져 있습니다. M87 은하의 블랙홀은 태양보다 약 65억 배 무겁고 궁수자리 A*보다 천 배 무겁습니다.
2017년 4월 10일 동안 지속적인 관찰이 계속되었다. 각 망원경은 500TB의 정보를 수집했습니다. 과학자들이 얻은 데이터를 해독하고 분석하는 데 2년이 걸렸습니다. 관측 결과를 연구할 때 과학자들은 Heistack Observatory(미국 MIT)와 본(독일)에 있는 막스 플랑크 전파 천문학 연구소의 슈퍼컴퓨터를 사용했습니다.
대중문화에서 가장 유명한 블랙홀 이미지는 영화 인터스텔라의 가르강튀아 이미지다. 중력파의 발견으로 노벨상을 받은 미국의 천체물리학자 킵 손은 블랙홀의 시각적 이미지와 그 과학적 신뢰성을 만드는 일을 담당했습니다. 영화에서 이미지는 세부 사항과 광학 효과로 가득 차 있습니다.
블랙홀은 중력이 너무 커서 빛조차 멀리 이동할 수 없고 어떤 물체도 블랙홀에서 탈출할 수 없는 물체로 여겨진다. 이러한 물체의 개념은 현대의 중력관, 아인슈타인의 일반상대성이론, 그리고 시공간의 곡률을 통한 중력의 표현과 연결된다.
천체물리학자들이 알고 싶었던 것
망원경의 공동 작업이 블랙홀의 그림자를 보는 데 도움이 될 것이라고 가정했습니다. 측정을 통해 일반 상대성 이론을 테스트하고 블랙홀의 존재에 대한 또 다른 증거를 얻을 수 있습니다. 블랙홀은 가설로 남아 있지만 천문학자들은 블랙홀이 존재한다는 데 의심의 여지가 없습니다. 가까운 쌍성계의 관측에서 중력파에 이르기까지 그들의 존재에 대한 많은 간접 증거가 이미 확보되었습니다. 1979년 프랑스 천체물리학자 장 피에르 루미네(Jean-Pierre Luminet)가 최초로 과학적 기반의 블랙홀 이미지를 얻었다.
그러나 블랙홀에 대한 직접적인 관찰은 아직 존재하지 않습니다. 블랙홀은 작지만 동시에 매우 멀리 떨어져 있습니다.
과학자들은 또한 일부 블랙홀이 거대한 방사선 소스 인 퀘이사의 중심 인 반면 궁수 자리 A *를 포함한 다른 블랙홀이 침착하게 행동하는 이유를 알고 싶었습니다. 또한 자세한 관찰은 웜홀 가설과 같은 이국적인 가설을 테스트하는 데 도움이 될 수 있습니다.
블랙홀은 중력에 의해 빛을 끌어당길 수 있는 유일한 천체입니다. 그들은 또한 우주에서 가장 큰 물체입니다. 우리는 그들의 사건의 지평선("돌아올 수 없는 지점"으로 알려짐) 근처에서 무슨 일이 일어나고 있는지 곧 알 수 없을 것입니다. 이들은 수십 년의 연구에도 불구하고 지금까지 알려진 것이 거의 없는 우리 세계에서 가장 신비한 장소입니다. 이 기사에는 가장 흥미로운 사실이라고 할 수 있는 10가지 사실이 포함되어 있습니다.
1 블랙홀은 물질을 빨아들이지 않습니다.
많은 사람들은 블랙홀을 주변 공간을 끌어들이는 일종의 "우주 진공 청소기"라고 생각합니다. 사실 블랙홀은 유난히 강한 중력장을 가진 평범한 우주 물체입니다.
같은 크기의 블랙홀이 태양 자리에 생긴다면 지구는 안쪽으로 당겨지지 않고 오늘날과 같은 궤도를 돌게 될 것입니다. 블랙홀 근처에 위치한 별은 항성풍의 형태로 질량의 일부를 잃고(별이 존재하는 동안 발생함) 블랙홀은 이 물질만 흡수합니다.
2 칼 슈바르츠실트가 블랙홀의 존재를 예측했습니다
Karl Schwarzschild는 "돌아올 수 없는 지점"의 존재를 정당화하기 위해 아인슈타인의 일반 상대성 이론을 처음으로 적용했습니다. 아인슈타인 자신은 블랙홀에 대해 생각하지 않았지만 그의 이론으로 블랙홀의 존재를 예측할 수 있습니다.
Schwarzschild는 아인슈타인이 일반 상대성 이론을 발표한 직후인 1915년에 제안을 했습니다. 그 때 물체를 블랙홀로 만들기 위해 얼마나 압축해야 하는지 알려주는 값인 "슈바르츠실트 반지름"이라는 용어가 생겼습니다.
이론적으로 충분한 압축이 주어지면 무엇이든 블랙홀이 될 수 있습니다. 물체의 밀도가 높을수록 생성되는 중력장이 강해집니다. 예를 들어, 땅콩만한 물체의 질량이 있다면 지구는 블랙홀이 될 것입니다.
3 블랙홀은 새로운 우주를 생성할 수 있습니다.
블랙홀이 새로운 우주를 낳을 수 있다는 생각은 터무니없어 보입니다(특히 다른 우주의 존재에 대해 아직 확신할 수 없기 때문에). 그럼에도 불구하고 그러한 이론은 과학자들에 의해 활발히 개발되고 있습니다.
이러한 이론 중 하나의 매우 단순화된 버전은 다음과 같습니다. 우리 세계는 생명의 출현에 매우 유리한 조건을 가지고 있습니다. 물리 상수 중 어느 하나라도 조금이라도 변했다면 우리는 이 세상에 없을 것입니다. 블랙홀의 특이점은 일반적인 물리 법칙을 무시하고 (적어도 이론적으로는) 우리와 다른 새로운 우주를 일으킬 수 있습니다.
4 블랙홀은 당신(그리고 무엇이든)을 스파게티로 만들 수 있습니다.
블랙홀은 가까이 있는 물체를 늘립니다. 이러한 개체는 스파게티와 비슷해지기 시작합니다("스파게티화"라는 특수 용어도 있음).
이것은 중력이 작용하는 방식 때문입니다. 현재 발은 머리보다 지구 중심에 더 가깝기 때문에 더 강하게 당겨지고 있습니다. 블랙홀 표면에서는 중력의 차이가 불리하게 작용하기 시작합니다. 다리는 블랙홀의 중심으로 점점 더 빠르게 끌리기 때문에 몸통의 상반신이 따라갈 수 없습니다. 결과: 스파게티화!
5 블랙홀은 시간이 지남에 따라 증발합니다.
블랙홀은 항성풍을 흡수할 뿐만 아니라 증발하기도 합니다. 이 현상은 1974년에 발견되었고 (발견을 한 Stephen Hawking의 이름을 따서) 호킹 복사라고 명명되었습니다.
시간이 지남에 따라 블랙홀은 이 방사선과 함께 주변 공간에 모든 질량을 부여하고 사라질 수 있습니다.
6 블랙홀은 주변 시간을 느리게 합니다.
사건의 지평선에 가까워지면 시간이 느려집니다. 왜 이런 일이 발생하는지 이해하려면 아인슈타인의 일반 상대성 이론의 기본 교리를 설명하는 데 자주 사용되는 사고 실험인 "쌍둥이 역설"을 살펴봐야 합니다.
쌍둥이 형제 중 한 명은 지구에 남아 있고 다른 한 명은 빛의 속도로 우주 여행을 떠납니다. 지구로 돌아온 쌍둥이는 빛의 속도에 가까운 속도로 움직일 때 시간이 더 느리게 흐르기 때문에 동생이 자신보다 더 늙었다는 것을 알게됩니다.
블랙홀의 사건의 지평선에 접근하면 고속그 시간은 당신을 위해 느려질 것입니다.
7 블랙홀은 가장 발전된 발전소입니다.
블랙홀은 태양과 다른 별보다 에너지를 더 잘 생성합니다. 이것은 그들을 둘러싼 문제 때문입니다. 엄청난 속도로 사건의 지평선을 넘어 블랙홀 궤도에 있는 물질은 극도로 높은 온도로 가열됩니다. 이것을 흑체 복사라고 합니다.
비교를 위해 핵융합 동안 물질의 0.7%가 에너지로 변환됩니다. 블랙홀 근처에서는 물질의 10%가 에너지가 됩니다!
8개의 블랙홀이 주변 공간을 왜곡합니다.
공간은 선이 그려진 늘어난 고무줄로 생각할 수 있습니다. 접시 위에 물건을 놓으면 모양이 바뀝니다. 블랙홀도 같은 방식으로 작동합니다. 그들의 극단적 인 질량은 빛을 포함하여 모든 것을 그 자체로 끌어들입니다 (비유를 계속하는 광선은 판의 선이라고 할 수 있음).
9 블랙홀은 우주의 별 수를 제한합니다.
별은 가스 구름에서 발생합니다. 별 형성이 시작되려면 구름이 식어야 합니다.
흑체의 복사는 가스 구름이 냉각되는 것을 방지하고 별의 형성을 방지합니다.
10 이론적으로 모든 물체는 블랙홀이 될 수 있습니다.
우리 태양과 블랙홀의 유일한 차이점은 중력입니다. 별의 중심보다 블랙홀의 중심에서 훨씬 더 강합니다. 우리 태양이 지름이 약 5km로 압축되면 블랙홀이 될 수 있습니다.
이론적으로 모든 것이 블랙홀이 될 수 있습니다. 실제로 우리는 블랙홀이 태양 질량의 20-30배를 초과하는 거대한 별의 붕괴의 결과로만 발생한다는 것을 알고 있습니다.
