사건의 지평선(Event Horizon)

조사 자료와 의견이 혼합돼 있음.

지평선 안에서 벌어지는 사건에 대해서는 지평선 밖에서는 어떠한 정보도 감지할 수 없다는 의미로 붙여진 이름이다.

 

 

https://www.unistellar.com/blog/what-is-black-hole/

이 용어는 천체물리학에서 주로 사용되는 용어로서, 블랙홀과 같은 강력한 중력장을 갖는 천체를 설명할 때 사용된다. 사건의 지평선은 블랙홀의 가장 바깥 경계로서 이 경계를 넘어서면 그 어떤 것도 다시 빠져나올 수 없게 되는 한계 라인을 의미한다. 심지어 빛조차도 블랙홀의 중력을 이기지 못하고 빨려들어가게 되는 지점을 가리킨다. 따라서 사건의 지평선을 넘어선 물체는 외부에서는 어떠한 수단으로도 관측할 수 없으며, 그 너머에서 어떤 일이 일어나는지 알 수가 없게 된다.

 

슈바르츠실트 반지름(Schwarzschild radius)

• 질량을 가진 물체는 질량 손실 없이 자신의 슈바르츠실트 반지름보다 작아지면 블랙홀이 된다.
• 일반 상대성 이론상 아인슈타인 장방전식의 해 중 하나인 슈바르츠실트 해(solution)
• 슈바르츠실트 블랙홀, 커 블랙홀(Kerr Black Hole, 회전 블랙홀), 라이스너-노드스트롬 블랙홀(Reisner-Nordstrom Black Hole, 대전 블랙홀)

우주론적 사건의 지평선 vs. 관측 가능한 우주

• 현재 우리가 관측하고 있는 또는 관측 가능한 우리 우주 내 은하라고 하더라도, 우주 공간의 지속적인 팽창으로 인해 그 은하들 중 일부 은하의 현재 상태(위치, 크기 등)는 앞으로 영원히 관측할 수 없는 상황이 된다. 그 은하들이 빛의 속도보다 더 빠른 속도로 멀어지고 있으므로!

 

적색 편이

• 빛의 파장이 길어지는 현상
• 사건의 지평선에 근접할수록 빛이 블랙홀을 빠져나오기 힘들어지고(속도가 느려지고) 따라서 이동하는 시간이 많이 소요되므로 관찰자 입장에서는 빛의 파장이 길어지는 것으로 관측될 듯.

청색 편이

• 빛의 파장이 짧아지는 현상
• 사건의 지평선에 가까울수록 더 큰 시간 지연을 가지므로, 사건의 지평선 반대편에 보이는 별(사건의 지평선에서 아주 멀리 있는)은 실제보다 파장이 짧아져서 관측되는 듯.

상대론적 도플러 효과

• 블랙홀 주변을 공전하는 빛이 관측자에게 가까워지는 방향으로 이동하는 빛이 멀어지는 방향으로 이동하는 빛보다 더 많이 관측되고 더 밝아보이게 되는 현상

광행차(Light abberation)

• 실제 광학계가 이상적인 광학계와 다소간의 차이가 나기 때문에 생기는 광학계 상의 오차
• 사건의 지평선 근처에서는 관측 대상 물체 상의 관측 위치에 따라(아주 미세하더라도) 광학적인 성질이 달라질 수 있다.

 

블랙홀의 기조력

• 조수 간만의 차이를 일으키는 힘
• 관측 대상 물체 상의 위치에 따라 중력이 다르게 작용하여 발생하는 현상

 

중력 렌즈(Gravity Lens)

• 영화 인터스텔라에서 등장하는 블랙홀의 이름은 ‘가르강튀아(Garguantua)’임.
• 영화에서는 연료가 부족한 우주선의 가속을 위해 가르강튀아의 사건의 지평선에 근접하여 비행함.

 

관련 영화

• The Black Hole(1979) :블랙홀의 경계
• Event Horizon(1997) : 우주선의 이름
• Contact(1997) : 웜홀 여행과 블랙홀 경계
• Donnie Darko(2001) : 블랙홀과 시간 왜곡
• Sunshine(2007) : 태양의 힘의 경계선
• Stargate SG-1 : Continuum(2008) : 웜홀 경계
• Interstellar(2014) : 블랙홀의 경계선
• The Theory of Everything(2014) : 스티븐 호킹이 제안한 블랙홀
• The Cloverfield Paradox(2018) : 차원 이동 실험

맥스웰 방정식

• 언젠가 한 번 다뤄볼 주제