오늘은 유명한 KPOP 가수 윤하의 노래제목인 우주현상 두 가지(사건의 지평선, 오르트 구름)에 대하여 적어보려고 합니다. 지금부터 사건의 지평선의 특징과 연구 그리고 오르트 구름 발견과 특징에 대하여 보도록 하겠습니다.
사건의 지평선의 특징
우주에서 가장 신비로운 블랙홀을 이해하는데 중요한 물리학 개념입니다. 빛을 포함한 그 어떤 것도 그 중력을 벗어날 수 없는 블랙홀 주변의 돌아올 수 없는 지점을 표시하는 경계입니다. 즉, 사건의 지평선을 넘어가는 모든 것은 중심에 있는 블랙홀의 특이점으로 빨려 들어가 영원히 사라지는 것입니다. 블랙홀의 질량에 의해 결정되기 때문에 질량이 크면 클수록 사건의 지평선 역시 더 커질 수밖에 없습니다. 만약 은하 중심에 있는 초거대한 블랙홀이 있다면 사건의 지평선의 반경은 수십억 킬로미터가 될 수 있습니다. 사건의 지평선과 관련하여 흥미로운 점은 첫 번째 시간과의 관계입니다. 물체가 사건의 지평선에 접근함에 따라 외부 관찰자의 관점에서 보면 시간이 느려지는 것처럼 보입니다. 이것은 아인슈타인의 상대성 이론에서 나오는 시간 팽창입니다. 즉 사건의 지평선에 가까워질수록 시간은 느려지고 사건의 지평선에 도달하면 완전히 멈춘 것처럼 보일 정도로 시간이 느려진다는 것입니다. 두 번째는 물리적인 장벽이 아니라 수학적 경계라는 것입니다. 물리적 영향을 경험하지 않고 사건의 지평선을 넘어갈 수 있다는 것입니다.
블랙홀사건의 지평선에 대한 연구
2019년 전파 망원경으로 촬영한 이미지가 블랙홀 사건의 지평선에 대한 중요한 정보를 제공하였습니다. 이 블랙홀은 지구에서 약 5500만 광년 떨어진 메시에87 은하의 중심에 위치하였습니다. 물체가 블랙홀로 떨어질 때 방출하는 강렬한 열과 복사로 인해 블랙홀의 사건의 지평선 주변에 밝은 빛의 고리를 보여주었습니다. 이 고리는 광자 고리로 알려져 있으며 그 크기와 모양은 블랙홀의 질량과 회전에 대한 정보를 제공하였습니다. 또한 사건의 지평선에 대한 연구는 극한 환경에서 물리법칙이 어떻게 작용하는지에 대해 우리의 이해의 범위를 넓히는데 큰 몫을 하였습니다. 현재 블랙홀과 사건의 지평선에 대하여 미스터리한 상태로 남아있는 질문들은 인류의 기술이 계속 발전함에 따라 해결해 나가야 하는 흥미로운 연구분야로 여겨집니다.
오르트 구름 발견과 특징
오르트 구름은 우리 태양계를 둘러싸고 있는 것으로 여겨지는 광대한 가상의 공간 영역입니다. 1950년에 네덜란드 천문학자 얀 오르트에 의해 해왕성 궤도 너머에 광대한 얼음 천체 저장소가 존재함을 암시하는 혜성 관측을 기반으로 제안하였으며, 이러한 천체들이 초기 태양을 둘러싸고 있던 원시행성 원반의 잔해이며 거대 행성의 중력으로 인해 바깥쪽으로 흩어진 것이라고 예측하였습니다. 초기에는 회의적이었지만 그 후 수십 년 동안 오르트 구름의 존재를 뒷받침하는 증거가 축적되기 시작하였습니다. 중요한 증거 중 하나는 해왕성의 궤도를 훨씬 넘어서는 고도의 타원형 궤도를 가진 장 주기 혜성 집단의 발견이었습니다. 이 혜성은 해왕성 너머에 있는 또 다른 얼음 천체 저장소인 카이퍼 벨트에서 기원할 수 없었기 때문에 그들의 존재는 더 먼 오르트 구름에 대한 이론을 강력하게 뒷받침하였습니다. 태양으로부터 약 2,000AU에서 100,000AU까지 확장되는 광대한 구형 공간 영역으로 여겨집니다. 이 거리에서 태양의 중력 영향은 매우 약하므로 오르트 구름의 얼음은 궤도에서 자유롭게 이동할 수 있습니다. 정확한 특성은 직접 관찰된 적이 없지만 과학자들은 직경이 몇 킬로미터에서 수백 킬로밑에 이르는 많은 수의 얼음 행성을 포함하고 있다고 믿습니다. 이 미행성체는 외부 행성의 구성요소로 생각되며 완전한 크기의 행성으로 합쳐지지 않은 초기 태양계의 잔재일 수도 있습니다. 가장 흥미로운 것 중 하나는 혜성과 관련된 것입니다. 혜성이 오르트 구름의 궤도에서 교란되면 내부 태양계로 이동하여 밤하늘에서 밝고 빛나는 물체로 보일 수 있는 궤도로 보내질 수 있습니다. 이것이 혜성이 태양에 접근할 때 증발하는 얼음과 먼지의 혼합물로 구성되어 있기 때문에 혜성이 Dirty snowball로 불리는 이유입니다.
