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블랙홀의 특이점 2019-07-03
  • 분야
    천체물리/우주론
  • 조회수
    2209
질문
블랙홀의 시공간 왜곡을 설명할때 흔히 고무막에 무거운 쇠공을 올려 그 휘어짐을 비유해서 설명을 하던데,

그 고무막도 휘어지는 방향이 있지 않습니까?

다만 그 실험은 지구의 중력에 의해서 쇠공이 아래로 끌어당겨 휘어지는 것입니다만,

우주에서도 블랙홀의 휘어지는 방향이 존재하나요?

블랙홀 중심의 특이점에 존재하는 무거운 물체가 질량이 너무 커서 시공간이 휘어진다면,

우주에서는 그 방향이 어디를 향하는가? 가 궁금합니다.

또한 고무막에 비유한 것 처럼 일방적으로 한 방향으로만 휘어지는지도 궁금하네요.
답변
그림에서 보면 마치 흐물흐물한 밀가루 반죽 위에 쇠공을 던져놓으면 쇠공은 지구 중심을 향해 내려앉고 밀가루 반죽도 그 안쪽으로 빨려 들어가면서 모양이 망가집니다. 우주의 블랙홀 주변 시공간도 그것과 비슷하다고 볼 수 있습니다. 쇠공이 밀가루 반죽을 뭉게면서 내려갈 때 원반 모양이 생기는 데, 이는 블랙홀 사건의 지평선에 해당되고, 쇠공이 궁극적으로 도달하는 곳이 블랙홀 곡률의 중심점으로 볼 수 있습니다.

질문1> 우주에서도 블랙홀의 휘어지는 방향이 존재하나요?
답변1> 구대칭으로 시공간이 휘어진다고 알려져 있습니다. 일반 상대성 이론을 설명할 때 등장하는 시공간이 휘어진 그림들이 이런 모습을 꽤 잘 나타내고 있습니다.

질문2> 우주에서는 그 방향이 어디를 향하는가?
답변2> 구좌표계에서 r=0인 원점을 향한다고 볼 수 있습니다.

질문3> 고무막에 비유한 것 처럼 일방적으로 한 방향으로만 휘어지는지도 궁금하네요.
답변3> 맞습니다. 블랙홀이 있는 방향으로 일방적으로 휘어집니다.