[블랙홀 첫 관측]인간이 상상한 각양각색의 블랙홀 모습들

2019.04.11 16:50
블랙홀의 상상도. 천체물리학자들은 전파망원경을 동원해 블랙홀의 그림자를 촬영하기 시작했다. 4월, 마침내 그 결과가 공개된다. NASA, ESA, and D. Coe, J. Anderson, and R. van der Marel(STScI)
블랙홀의 상상도. 천체물리학자들은 전파망원경을 동원해 블랙홀의 그림자를 촬영하기 시작했다. 4월, 마침내 그 결과가 공개된다. NASA, ESA, and D. Coe, J. Anderson, and R. van der Marel(STScI)

10일 인류 사상 처음으로 블랙홀의 실제 모습이 공개됐다. 유럽남방천문대는 ‘사건의 지평선 망원경’을 통해 관측했던 블랙홀의 실제 이미지를 세계 7개국에 동시 생중계로 공개했다.


블랙홀은 중력장이 극단적으로 강한 공간을 뜻하는 말로 엄청나게 강한 중력으로 어떤 물체든지 흡수해 버리는 천체다. 빛조차도 블랙홀을 피해갈 수 없다. 이런 특성으로 인해 블랙홀은 우주공상과학 영화의 단골 소재로 사용됐다.


2014년 개봉한 영화 인터스텔라는 선풍적인 인기와 함께 블랙홀에 대한 대중의 관심을 끈 대표적인 작품으로 손꼽힌다. 당시 크리스토퍼 놀란 감독은 인터뷰서 "어떤 영화보다 실제에 가까운 블랙홀을 묘사하기 위해 노력했다"고 말했다. 이 영화 시나리오를 맡은 조나단 놀란은 인터스텔라 각본을 쓰기 위해 미국 캘리포니아공대에서 일반 상대성 이론을 4년간 공부했다. 또 세계적인 이론 물리학자인 킵 손 미국 캘리포니아공대 교수에게 감수를 받기도 했다.

 

영화 인터스텔라에서 묘사된 블랙홀의 모습이다. 그 어떤 영화보다 블랙홀을 사실적으로 묘사했다는 평가를 받았다. 인터스텔라 캡쳐.
영화 인터스텔라에서 묘사된 블랙홀의 모습이다. 그 어떤 영화보다 블랙홀을 사실적으로 묘사했다는 평가를 받았다. 인터스텔라 캡쳐.

인터스텔라 속 블랙홀은 이번에 공개된 블랙홀의 첫 모습과는 많이 다르다. 컴컴한 블랙홀 그림자 주변에 밝은 빛이 고리모양을 하고 있고 한 가운데를 사건의 지평선이 밝은 원반모양으로 자리하고 있다.  블랙홀에 빨려 들어가는 물질들을 나타낸 것으로 물질이 원반 형태를 그리며 빨려가는 모습과 중력렌즈의 영향을 고려했다. 중력렌즈는 블랙홀에서 내뿜는 커다란 중력장에 의해 빛이 굴절되어 보이는 현상을 뜻한다.   

 

영화에서 블랙홀은 크기는 작아도 강력한 중력으로 주변의 모든 것을 빨아들이는 모습으로 자주 등장한다. 놀란 감독은 앞서 2013년 감독한 영화 ‘맨오브스틸’에서도 블랙홀을 등장시켰다. 영화에서는 거대한 에너지를 가진 두 물체가 충돌해 검은 구멍을 가진 블랙홀이 지구에 생성된다. 주인공인 슈퍼맨은 빨려드는 속도보다 더 빠른 속도로 날아 블랙홀로부터 빠져나오기도 한다. 마블 영화시리즈 중 하나인 ‘토르, 다크월드’에서도 모든 것을 빨아들이는 블랙홀 수류탄이 무기로 등장했다. 

 

영화 ′이벤트 호라이즌′에 나오는 블랙홀을 이용해 순간적인 공간 이동을 하는 우주선의 모습을 나타냈다. 이벤트 호라이즌 캡쳐
영화 '이벤트 호라이즌'에 나오는 블랙홀을 이용해 순간적인 공간 이동을 하는 우주선의 모습을 나타냈다. 이벤트 호라이즌 캡쳐

1997년엔 블랙홀 바깥의 경계를 뜻하는 '이벤트 호라이즌(사건의 지평선)'을 제목으로 한 영화가 개봉했다. '무한의 우주-무한의 공포'라는 홍보문구를 가진 이 영화는 차원과 차원 사이에 구멍을 뚫어 초공간도약을 하는 우주선 이벤트호라이즌호가 사라지면서 이야기가 시작된다. 이벤트호라이즌호는 중력구동기를 이용해 차원과 차원 사이의 인공 블랙홀을 만든다. 이 블랙홀을 통해 사건의 지평선을 넘어 다른 차원으로 진입한 뒤 본래 차원의 목적지로 다시 돌아가며 순간적인 공간 이동을 한다. 이 영화에서 블랙홀은 차원과 차원을 넘을 수 있는 일종의 문으로 여겨진다.

 

블랙홀에 의해 끌려가고 있는 영화 스타트렉 속 우주선 USS 엔터프라이즈호. 스타트렉 더 비기닝 캡쳐.
블랙홀에 의해 끌려가고 있는 영화 스타트렉 속 우주선 USS 엔터프라이즈호. 스타트렉 더 비기닝 캡쳐.

TV시리즈는 물론 영화로도 제작된 스타트렉에서도 블랙홀을 순간이동을 위한 문으로 보는 비슷한 개념이 등장한다. 스타트렉에 나오는 우주선 USS 엔터프라이즈호는 웜홀을 이용한 워프항법을 통해 엄청난 거리를 순식간에 주파하고 블랙홀을 이용해 적으로 등장하는 우주선을 퇴치한다.  과학계에서 블랙홀과 화이트홀 사이를 연결하는 통로인 웜홀이 '순간이동 통로'라는 주장이 있다. 화이트홀은 모든 것을 빨아들이는 블랙홀의 반대 개념인 천체로 이론적으로만 존재할 뿐 아직 존재가 증명되진 않았다. 

 

1964년 발견된 블랙홀 백조자리 X-1을 나타냈다. NASA 제공
1964년 발견된 블랙홀 백조자리 X-1을 나타냈다. NASA 제공

영화는 아니지만 이번 첫 관측 영상이 공개되기 전까지 과학자들도 과학적 근거에 기반해 상상력을 동원했다.  미국항공우주국(NASA)은 1964년 발견된 블랙홀 백조자리 X-1를 한가운데 검은색 구멍을 가진 붉은 원반으로 표현했다. 백조자리 X-1은 태양에서 약 6100광년 거리에 있다. 백조자리 X-1 옆에는 HDE 226868이라는 동반성이 존재한다. 백조자리 X-1은 HDE226868을 흡수하고 있으며 그 과정에서 발생되는 X선이 블랙홀 백조자리 X-1의 존재를 증명해준다. 실제 이미지로 백조자리 X-1이 관측된 적은 없다. 


 

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