블랙홀의 중심에는 무엇이 있을까

 

블랙홀의 가장 깊은 곳에는 무엇이 존재하고 있을까요? 우리의 물리학을 모두 무너뜨리는

아주 기괴한 물질이 있을까요. 아니면 다른 우주의공간으로 연결되는 웜홀같은 통로가 있을까요.

한가지 확실한건, 이곳의 중력은 너무 강력해서 우리가 알고 있는 일반적인 개념은 통하지 않는다는

것 입니다. 그래서 과학자들은 블랙홀의 중심을 가리켜 '특이점'이라고 부릅니다. 과학자들은 특이점에

무엇이 있다고 예상할까요.

 

1. 플랑크의 별

 

그동안 블랙홀의 중심에는 무한이 작은 점이 있을 것이라고 생각되어 왔는데요. 하지만 이곳에는 점이 아니라

물질이 취할 수 있는 가장 작은 상태의 무언가가 존재할 수 있습니다. 그리고 과학자들은 플랑크의 별이라고

하는 가장의 물체를 만들어냈습니다.쉽게 말해서 플랑크의 별은 양자들로 압축되어진 가상의 천체를 뜻합니다.

일부 과학자들은 중력이 많은 양자들로 이루어졌을 것이라고 말하는데요. 이 가설을 루프 양자 중력 이론이라고

합니다. 이 가설의 내용은 세상의 모든 물질은 양자라 하는 미세한 알갱이로 이루어졌다는 겁니다. 때문에

물질들은 아무리 압축되어도 서로 이어질 수 없는 불연속적인 특성을 갖고 있다는 것이죠. 이러한 불연속성의

특징은 블랙홀의 중시메서 무한히 작은 특이점이 만들어지는 것을 불가능 하게 만듭니다. 블랙홀의 중심은

계속 붕괴하다가 어느 지점에 도달하게 되면 결국 저항에 부딪히게 된다는 건데요. 루프 양자 중력 이론에서는

그 한계점을 약 1.68배 정도로 제안하고 있습니다. 그래서 블랙홀의 중심은 아무리 압축되어도 이 수치보다는

작아질 수 없다는 것입니다. 한계점에 도달하게된 블랙홀의 중심은 더 압축되지 않고 압력에 의해 폭발하게

됩니다.

 

2. 그라바스타

 

어쩌면 블랙홀의 중심에는 그라바스타라는 물체가 존재할지도 모릅니다. 검색해도 잘 나오지 않을 정도로

대중에게 알려져 있지 않은 개념의 가설인데요. 해당 가설에 따르면 블랙홀의 중심에는 특이점 대신

암흑 에너지로 차있는 물체가 존재할 수 있습니다. 암흑에너지는 우주의 약 70%를 차지하고 있는 정체 불명의

에너지를 말합니다. 과학자들은 이 암흑 에너지가 별도로 존재하는 에너지가 아니라 우주 시공간 자체에

내재된 하나의 성질로 이해하고 있습니다. 또한 암흑 에너지는 우주를 점점 더 빠르게 팽창시킨다는 특성도

갖고 있습니다. 일부 과학자들은 블랙홀의 중심이 이러한 암흑에너지로 가득 차 있을 것이라고 말하는데요.

그래서 블랙홀의 중심으로 떨어지는 수 많은 물질들은 이 그라바스타를 절대로 넘을 수가 없다는 것 입니다.

 

3. 회전하는 특이점

 

플랑크 별이나 그라바스타는 이름은 멋있지만 비현실적이라는 느낌이 있습니다. 어쩌면 블랙홀의 중심은

이런 비현실적인 부분이 아니라 우리의 이해선상에서 크게 벗어나 있지 않을지도 모릅니다. 특이점이

무한한 밀도로 압축된 하나의 고정된 점이라고만 생각해왔었는데요. 특이점은 고정되어 있지 않고 매우

빠르게 회전하고 있을 가능성이 있습니다. 특이점의 주변은 극도로 빠른 회전력 때문에 고리의 형태로

확장되어 있을 수 있죠. 아인슈타인은 이 고리의 특이점을 통과하게 되면 반대쪽으로 이어진 장소로

이동하게 된다고 생각했습니다. 그런데 여기에는 몇가지 문제가 있습니다. 하나는 강렬하게 회전하는

특이점의 내부가 극도로 불안정한 상태라는 겁니다. 고리의 형태로 확장된 빠르게 회전하는 특이점은

강력한 원심력을 발생시키게 됩니다. 이러한 특이점의 원심력은 아이러니하게도 블랙홀의 중심에서

반중력을 만들어냅니다. 한마디로 블랙혹의 중심은 물질을 당기는게 아니라 밀어내는 힘을 갖고 있다는

겁니다.