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 망원경은 은하 M87의 중심에 있는 초대질량 블랙홀을 촬영했습니다. 사진: EHT 협력

블랙홀은 완전한 중력 붕괴 영역으로, 중력이 우주의 다른 모든 힘을 압도하고 물질 덩어리를 특이점이라 불리는 무한히 작은 지점으로 압축합니다. 특이점 주변에는 사건의 지평선이 있는데, 이는 견고한 물리적 경계가 아니라 단순히 특이점 주변의 경계일 뿐입니다. 그 특이점의 중력은 너무 강해서 아무것도, 심지어 빛조차도 탈출할 수 없습니다.

거대한 별이 죽으면, 엄청난 무게가 중심핵을 누르게 되고, 이로 인해 블랙홀이 형성됩니다. 블랙홀에 너무 가까이 접근한 물질이나 방사선은 강력한 중력에 사로잡혀 사건의 지평선 아래로 끌려가 파괴됩니다.

전문가들은 아인슈타인의 일반 상대성 이론을 통해 블랙홀이 어떻게 형성되고 주변 환경과 어떻게 상호 작용하는지 이해합니다. 일반 상대성 이론은 시간의 흐름에 관심이 없습니다. 이러한 방정식은 시간 대칭적입니다. 즉, 시간을 앞으로 또는 뒤로 이동하더라도 수학적으로 잘 작동합니다.

블랙홀이 형성되는 과정을 촬영한 다음 재생하면, 방사선과 입자를 방출하는 물체를 볼 수 있습니다. 결국 폭발하여 거대한 별을 남기게 됩니다. 이것이 화이트홀이고, 일반 상대성 이론에 따르면 이런 시나리오는 전적으로 가능합니다.

화이트홀은 블랙홀과 반대 방식으로 작동하는 이론적인 우주 구조입니다. 사진: 퓨처/아담 스미스

화이트홀은 블랙홀보다 더 이상하다. 그들은 여전히 ​​중심에 특이점을 갖고, 바깥쪽 가장자리에는 사건의 지평선을 갖게 될 것입니다. 그들은 여전히 ​​강력한 중력을 지닌 거대한 물체입니다. 하지만 흰색 구멍에 접근하는 모든 물질은 빛보다 빠른 속도로 즉시 방출되면서 흰색 구멍이 밝게 빛나게 됩니다. 백색홀 바깥의 어떤 것도 백색홀 안으로 들어올 수 없습니다. 사건의 지평선을 통과하려면 빛보다 빠르게 이동해야 하기 때문입니다.

그러나 일반 상대성 이론이 우주의 유일한 이론은 아니기 때문에 화이트홀의 존재는 여전히 논란의 여지가 있습니다. 우주가 어떻게 작동하는지 설명하는 물리학의 다른 분야로는 전자기학이나 열역학 이론이 있습니다.

열역학에는 엔트로피라는 개념이 있는데, 이는 간단히 말해 시스템의 무질서를 측정하는 것입니다. 열역학 제2법칙은 폐쇄계의 엔트로피는 감소할 수 없다고 말합니다.

예를 들어, 피아노를 나무 파쇄기에 넣으면 여러 개의 조각이 나옵니다. 시스템의 혼돈이 증가하여 열역학 제2법칙이 충족됩니다. 하지만 같은 나무 파쇄기에 무작위로 조각들을 넣으면 완전한 피아노가 나오지 않을 겁니다. 그렇게 하면 혼란이 줄어들기 때문이죠. 따라서 블랙홀 형성 과정을 단순히 되감아 화이트홀을 얻는 것은 불가능합니다. 왜냐하면 그렇게 하면 엔트로피가 감소하고 격렬한 폭발로 별이 형성될 수 없기 때문입니다.

따라서 백색홀이 형성될 수 있는 유일한 방법은 초기 우주에서 엔트로피 감소 문제를 피하는 이상한 과정이 일어나는 것입니다. 그들은 단순히 우주의 시작부터 존재했습니다.

하지만 화이트홀은 여전히 ​​매우 불안정할 것입니다. 그들은 물질을 자신들 쪽으로 끌어당기지만, 사건의 지평선을 넘을 수 있는 것은 아무것도 없습니다. 광자(빛의 입자)조차도 백색홀에 접근하는 순간 파괴될 것입니다. 입자는 사건의 지평선을 넘을 수 없게 되어 시스템의 에너지가 엄청나게 상승하게 됩니다. 결국 입자는 너무 많은 에너지를 갖게 되어 흰색 구멍이 블랙홀로 붕괴되어 존재가 끝납니다. 흥미로운 점은 화이트홀이 실제 우주 구조가 아닌, 일반 상대성 이론의 수학에서 태어난 "유령"인 것처럼 보인다는 것입니다.

투 타오 ( 우주 에 따르면)

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