화이트홀 - 블랙홀의 반대 쌍둥이

모든 접근하는 물체를 밀어내는 거대한 우주 구조인 화이트홀의 존재는 여전히 논란의 여지가 있으며, 일반 상대성 이론의 수학에서 비롯된 "유령"으로 간주됩니다.

이벤트 호라이즌 망원경이 M87 은하 중심부에 있는 초대질량 블랙홀의 모습을 포착했습니다. 사진: EHT 협력

블랙홀은 완전한 중력 붕괴 영역으로, 중력이 우주의 다른 모든 힘을 압도하여 물질 덩어리를 특이점이라는 무한히 작은 지점으로 압축합니다. 특이점 주변에는 사건의 지평선이 있는데, 이는 견고한 물리적 경계가 아니라 특이점 주변의 경계일 뿐입니다. 중력이 너무 강해서 아무것도, 심지어 빛조차도 빠져나올 수 없습니다.

거대한 별이 죽으면, 그 엄청난 무게가 중심핵을 누르게 되고, 이로 인해 블랙홀이 형성됩니다. 블랙홀에 너무 가까이 접근하는 물질이나 방사선은 블랙홀의 강력한 중력에 갇히고 사건의 지평선 아래로 끌려가 결국 파괴됩니다.

전문가들은 아인슈타인의 일반 상대성 이론을 통해 이러한 블랙홀이 어떻게 형성되고 주변 환경과 어떻게 상호작용하는지 이해합니다. 일반 상대성 이론은 시간의 흐름과는 무관합니다. 이 방정식들은 시간 대칭적이므로, 시간을 앞으로 이동하든 뒤로 이동하든 수학적으로 작동합니다.

블랙홀의 형성 과정을 촬영해서 재생하면, 복사선과 입자를 방출하는 물체를 볼 수 있을 것입니다. 결국 그 물체는 폭발하여 거대한 별을 남기게 됩니다. 이것이 바로 화이트홀인데, 일반 상대성 이론에 따르면 이러한 시나리오는 충분히 가능합니다.

화이트홀은 블랙홀과 반대로 작동하는 이론적인 우주 구조입니다. 사진: Future/Adam Smith

화이트홀은 블랙홀보다 더 기이합니다. 중심에는 특이점이 있고, 가장자리에는 사건의 지평선이 있습니다. 여전히 거대한 물체이며 강한 중력을 지닙니다. 하지만 화이트홀에 접근하는 모든 물질은 빛보다 빠른 속도로 즉시 방출되어 화이트홀을 밝게 빛나게 합니다. 화이트홀 외부의 어떤 물질도 들어갈 수 없습니다. 사건의 지평선을 통과하려면 빛보다 빠른 속도로 이동해야 하기 때문입니다.

그러나 일반 상대성 이론이 우주의 유일한 이론이 아니기 때문에 화이트홀의 존재는 여전히 논란의 여지가 있습니다. 전자기학이나 열역학 이론처럼 우주의 작동 방식을 설명하는 다른 물리학 분야들이 있습니다.

열역학에는 엔트로피라는 개념이 있는데, 이는 단순히 시스템의 무질서를 측정하는 척도입니다. 열역학 제2법칙은 폐쇄 시스템의 엔트로피는 감소할 수 없다고 명시합니다.

예를 들어, 나무 파쇄기에 피아노를 넣으면 여러 조각이 나옵니다. 계의 무질서도가 증가하여 열역학 제2법칙을 충족합니다. 하지만 같은 나무 파쇄기에 무작위로 여러 조각들을 넣으면 무질서도가 감소하기 때문에 완전한 피아노가 나오지 않습니다. 따라서 블랙홀 형성 과정을 단순히 되돌려 화이트홀을 만드는 것은 불가능합니다. 엔트로피가 감소하기 때문이며, 격렬한 폭발에서는 별이 생성될 수 없습니다.

따라서 화이트홀이 형성될 수 있는 유일한 방법은 초기 우주에서 엔트로피 감소 문제를 피할 수 있는 어떤 이상한 과정이 일어났을 때뿐입니다. 화이트홀은 우주의 시작부터 존재했습니다.

하지만 화이트홀은 여전히 ​​매우 불안정할 것입니다. 물질을 끌어당기지만, 사건의 지평선을 넘을 수 있는 것은 아무것도 없습니다. 광자(빛의 입자)조차도 화이트홀에 접근하는 순간 소멸될 것입니다. 입자는 사건의 지평선을 넘을 수 없게 되어 계의 에너지가 급등하게 됩니다. 결국 입자가 너무 많은 에너지를 갖게 되면 화이트홀은 블랙홀로 붕괴되어 그 존재를 끝낼 것입니다. 따라서 흥미롭게도, 화이트홀은 실제 우주의 구조가 아니라 일반 상대성 이론의 수학이 만들어낸 "유령"처럼 보입니다.

투 타오 ( 우주 에 따르면)

소스 링크: https://vnexpress.net/ho-trang-phien-ban-song-sinh-trai-nguoc-cua-ho-den-4641378.html