블랙홀 12, 블랙 홀에 빠지다

만약 마을 사람들이 정말로 존재하고, 적당한 시간 동안 유지될 수 있다면, 그들은 놀랍고 이상한 특성들을 가질 것이다. 넓은 우주 공간을 가로질러 거대한 지름길을 택할 뿐만 아니라 여행자들이 시간 여행을 할 수 있게 해 준다. 그리고 나서 사람들은 영화'마못의 날'처럼 단순히 시간을 여행하면서 경험하게 하기 위해 빛 원뿔이 고리를 형성하는 닫힌 시간 곡선을 만들 수 있을 것이다.

사실, 아인슈타인 방정식에 대한 많은 해결책들이 있고, 이 놀랍고 직관적이지 않은 특성을 가진 wormhole들이 있다. 1949년 수학자 커트 괴델은 회전하는 우주를 묘사한 해결책을 찾았고, 이것은 사건들을 반복해서 지나가는 '자유의 날'의 일부가 아닌 ' 닫힌 시간의 곡선'이다. 실제 세계에서 진정한 신체적 의미가 있다고 생각되는 커 해법의 부분은 사건의 지평선 밖에서 우주의 시간을 묘사하는 것이다. 그러나 수학적으로 건전한 가운데 커 솔루션이 행사장 안에서 제대로 작동하는지는 명확하지 않다. 커 용액의 이 부분에서, 이 특이점은 점이 아니라 빠르게 회전하는 고리의 형태를 가지고 있다. 이 고리 모양의 특이점은 닫힌 시간 곡선으로 둘러싸여 있습니다. 이런 상황에서, 여러분의 미래는 여러분의 과거이기도 하고, 여러분은 부모님을 만들기 전에 조부모님 중 한분을 죽일 이론적인 가능성을 가지고 있어요! 따라서 닫힌 시간대 곡선의 존재는 시간 이동과 관련된 모든 종류의 시차의 가능성을 생성하는 것으로 보인다. 이것에 대한 한가지 가능한 해결책은 양자 역학과 일반 상대성을 연결하는 이론, 다시 말해서 양자 중력 이론을 인정하는 것이다. 우리는 매우 크지만 매우 작은 물체의 물리학을 모릅니다. 대부분의 물리학자들은 우리가 시공간의 행동을 완전히 이해하려면 이것이 필요하다고 생각한다. 따라서 아인슈타인 방정식에 대한 이러한 이상한 해결책들은 기본적인 양자 역학적 성질에 의해 금지되기 때문에 실제로 우주에서 일어나지 않을 수도 있다. 양자 효과는 예를 들어, wormhole을 불안정하게 할 수 있다. 스티븐 호킹은 이것이 사실이라고 믿고 있고 이 원리를 '크롬 친화적 보호 개념'이라고 불렀다. 그는 이것이 역사가들을 위해 우주를 안전하게 하는 근본적인 원리라고 주장해 왔다.

회전하는 블랙 홀의 내부에는 기초 물리학에 대한 우리의 이해를 극한까지 밀어 넣고, 따라서 우리의 설명의 많은 부분이 투기적인 곳에 있다. 이와는 대조적으로, 블랙 홀의 회전과 그것들이 주변 환경에 미치는 영향은 우리가 망원경으로 볼 수 있는 것을 이해하는데 엄청난 실질적인 의미를 지닌다. 그러므로 우리의 다음 단계는 블랙 홀에 떨어질 때 어떤 일이 일어나는지 더 자세히 고려하는 것이다.

여러분이나 여러분의 소지품이 블랙 홀에 빠질 경우 어떤 일이 일어날지 자세히 고려하기 전에 관찰자의 특정한 관점이나 기준의 틀을 이해하는 것이 중요합니다. 이것은 다른 관찰자들이 매우 다른 것을 본다는 것을 의미한다. 정확히 여러분의 관점은 블랙 홀에 떨어지는 물체에 대한 것이다. 블랙 홀의 사건의 지평선 밖에 있는 광자인 빛의 입자를 생각해 보자. 그것은 원칙적으로 탈출할 수 있다. 사건의 지평선 내부는 다른 장소가 될 것이다-광자는 블랙 홀의 중력장을 벗어날 수 없었다. 하지만 사건의 지평선 밖에서도 블랙 홀에서 떨어진 광자는 전혀 다치지 않는다. 광자는 중력에 맞서 해야 하는 일로 인해 에너지 손실을 겪는다. 이것은 중력의 잠재력의 한 예이다;마치 깊은 우물 밖으로 여러분 자신을 끌어 올리기 위해 에너지가 필요한 것처럼, 광자는 거대한 물체 근처의 지역으로부터 스스로를 끌어내기 위해 에너지를 이 효과는 지구의 중력에서 움직이는 광자에 대해서도 측정되었다. 광자의 에너지는 파장과 반비례한다. 고 에너지 광자는 파장이 짧은 반면 저 에너지 광자는 파장이 긴 것이다. 광자는 블랙 홀에서 후퇴하면서 에너지를 잃기 때문에 파장이 증가한다. 이것은 파란 색( 짧은 파장)에서 스펙트럼의 빨간 색( 긴 파장)끝으로 이동하는 빛의 색을 바꾼다. 중력의 리슈히프트라고 알려진 이 종류의 리슈히트는 블랙 홀과 같은 거대한 물체의 영향에 의해 시공간이 넓어지거나 휘어지는 곳에서 발생한다. 존 마이클은, 어두운 별에 대해 상당한 독창적인 생각을 가지고 있음에도 불구하고, 빛의 속도가 가능성을 잘 벗어남에 따라 감소한다고 생각한 것은 잘못된 것이다. 우리는 이제 거대한 별의 존재에 의해 영향을 받는 것은 빛의 파장이라는 것을 안다.