블랙홀

소개

블랙홀에 대하여 자료를 수집하고 작성한 자료입니다.

목차

(1)블랙홀의 정의
(2)블랙홀의 형성
(3)증발하는 블랙홀
(4)블랙홀의 종류
(5)소감

본문내용

(1)블랙홀의 정의

일반적으로 별은 둥근 공 모양을 하고 있다. 별이 둥근 공 모양을 하고 있는 것은 이유가 있다. 별의 중심은 천만도가 넘는 고온의 상태이지만 표면은 중심보다 훨씬 낮아 수천 내지 수만 도 정도에 불과하다. 이 때문에 별은 중심의 압력이 높아 열적으로 팽창하려는 성질을 갖는다. 또한 별은 무거운 질량을 갖고 있어 자체 중량으로 인해 수축하려는 힘(중력)이 강하게 작용한다. 이처럼 별 내부에서는 별을 수축시키려는 중력과 별을 팽창시키려는 압력이 존재하고 있다. 별이 타오르는 동안 이 두 가지 힘이 서로 균형을 이루는 지점에서 구체로 관측된다. 하지만 별의 수명이 다하면(핵융합이 멎음) 바깥으로 팽창하려는 압력이 사라지게 되는데, 중력이 특히 강한 별은 이때 중력붕괴를 일으키면서 수축을 계속하게 된다. 이러한 별에서는 강한 중력에 의해 공간이 변형되고 시간의 흐름이 늦어진다. 또한 별의 표면에서 방출되는 빛의 파장은 길어져서 적색이동을 하게 된다.
별의 반지름이 슈바르츠실트의 반지름이라 부르는 크기에 도달하면 빛의 파장은 무한대가 되어 결국 관측이 불가능하게 된다. 중심에는 떨어져 들어간 물질이 한 점으로 모여 그 밀도가 무한대가 되고, 슈바르츠실트 반지름 이하인 곳은 어떤 것도 그 외부로 빠져나갈 수 없게 된다. 이 구의 크기가 블랙홀의 크기라 할 수 있고, 이 구의 표면이 사건의 지평선이 된다. 천체가 이 임계반지름에 이르면 물질의 모든 사상은 한 점에 모이는, 즉 부피는 0이 되고 밀도는 무한대인 특이현상이 일어나고, 모든 힘을 중력이 지배하게 된다. 이 점은 밀도나 중력의 세기가 모두 무한대인 `특이점`이다. 이러한 천체는 빛조차 밖으로 빠져나오지 못하고 직접 관측할 수 없는 암흑의 공간, 즉 블랙홀이 된다.
이론적으로는 어떤 천체도 블랙홀이 될 수 있다. 만일 지구를 블랙홀로 만들려면 반지름
0.9 cm이하로 압축하면 되고, 태양을 블랙홀로 만들려면 반지름이 2.5 km이하로 압축하면
된다. 하지만 작은 질량을 갖는 물질이 블랙홀이 되려면 엄청난 압력이 가해지거나 극도의 고밀도 상태가 되어야 한다. 그와 같은 조건이 주어질 수 있는 때는 종말을 맞는 무거운 별의 중심이나 물질의 밀도가 극도로 높았던 우주탄생의 초기밖에 없다. 영국의 천체물리학자 스티븐 호킹의 연구에 의하면 우주의 초기에 소립자 크기의 미니 블랙홀이 많이 만들어졌다고 한다.

참고자료

· 「천문학 및 천체물리학 서론」Michal Zeilik, Stephen Gregory, Elske Smith 원저, 유경로 외 번역(대한교과서 주식회사,1997)
· 「그림으로 보는 시간의 역사」Setphen Hawking, 김동광 역(까치,1998)
· 「스티븐 호킹의 새로운 블랙홀」박석재 (예음,1996)
· 「Newton Highlight 블랙홀 우주」이종욱 편집(계몽사,1997)
· 「블랙홀과 우주」, 「시간의 역사 2」Setphen Hawking ,「blackhole」J-P Luminet
· 「지구 우주」뉴월드 학생백과 대사전
· 「현대 과학 대사전」한국과학기술진흥재단
· 「교양 천문학」민영기, 우종옥, 윤홍식 공저(형설 출판사)
· 「별의 진화」 이영범 번역 (대학 교재 출판사)