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지식의바다

블랙홀 15, 회전하는 블랙 홀

by 지식바다 2020. 7. 14.

태양은 태양의 뒤를 잇는 엔진이었다. 하지만 만약 태양에서 핵 융합이 중단되고 블랙 홀로 붕괴된다면, 그것은 매우 어두워 질 것이고 결국 우리는 모두 죽게 될 것이다. (이것은 약간 우울한 전망이지만, 저는 우리의 태양이 블랙 홀을 형성하는 별의 종류가 아니라는 것을 알게 될 7장까지 독자들에게 그것은 너무 가벼운 것입니다.) 하지만, 역동적으로 말하면, 지구와 행성, 왜성 그리고 소행성의 전체 태양계에 관한 한, 아무것도 변하지 않을 것입니다. 태양 주위의 궤도에 있는 모든 거대한 물체들은 거의 동일한 궤도를 유지할 것이다. 중력이 작용하는 방식은 태양이 현재와 같은 정도를 가지고 있는지, 혹은 3km의 사건의 지평선 내에서 특이점으로 무너지는지, 태양 밖의 중력의 영향력은 변하지 않습니다. 블랙 홀에 중력을 받고 있는 구형의 붕괴는 궤도를 도는 물체의 각운동량을 전혀 바꾸지 못할 것이고, 그래서 태양계 내부의 패턴과 진행 그리고 조수는 햇빛의 부족으로 완전히 변하지 않을 것이다.

하지만 몇몇 새로운 궤도들은 태양이 태양 플라즈마를 통과하는 동안 예전보다 훨씬 더 근접할 수 있을 것이다. 그러나, 이러한 궤도는 사건의 지평선에 너무 가까이 다가갈 수 없었다. 질량 특이성에 의한 우주 시간의 뒤틀림의 세부 사항은 사건의 지평선 바로 밖에서 궤도를 그릴 수 없다는 것을 의미한다. 그곳에서 원형 궤도를 시도하는 것은 궤도를 유지하기 위해 로켓에 의한 시정 조치가 필요할 것이다. 사실, 수학은 우리 혹은 어떤 다른 질량 입자가 고정된 블랙 홀 근처의 안정된 원형 궤도에 존재할 수 있는 가장 가까운 것이 슈와르 헤드 반경의 3배 거리에 있다는 것을 보여 줍니다. 너는 경고를 받았다.

사실, 불안정한 원형 궤도는 슈바르 헤드 블랙 홀로부터 이 거리의 절반까지 가능합니다. 이 거리는 광자 구라고 불리는 구형 표면을 정의한다. 광자의 경우에도, 이러한 궤도들은 불안정하고, 너무 오래 되기 전에 궤도를 선회하는 광자가 블랙 홀을 향해 미끄러지거나 돌아오지 않거나 혹은 실제로 우주로 사라질 것이다.

회전하는 커 블랙 홀의 경우는 블랙 홀 주변 궤도가 상황이 다르다. 특히, 고정된 Schwarstationary 블랙 홀 주위의 하나의 광자 구체와 대조적으로 두개의 광자 구가 있다. 가장 바깥쪽의 영역은 블랙 홀의 회전 방향에 정반대로 궤도를 돌고 있는 광자를 위한 것이다. 이 내부에는 광자가 회전할 때 블랙 홀 주변을 같은 방향으로 이동하는 광자 영역이 있다. 슈바르 헤드 블랙 홀과 다를 바 없는 천천히 회전하는 블랙 홀을 위해, 이 두 광자 덩어리는 거의 같은 공간을 가지고 있습니다. 회전이 증가하는 블랙 홀의 경우 이러한 표면이 점점 더 멀어지고 있습니다.

회전하는 블랙 홀 쪽으로 가까이 이동하면 정적 한계라는 또 다른 중요한 표면이 있습니다(3장에서 설명). 이 표면은 먼 곳의 관찰자에 관해서는 아무것도 움직이지 않는 상태로 남아 있을 수 없습니다. 로켓을 아무리 강력하게 장착해도 회전하는 블랙 홀 가까이에 가만히 앉아 있는 것은 불가능할 수 없습니다. 이 표면에서는 역광이 회전 방향으로 끌립니다. 충분한 추진력을 가지고 회전하는 블랙 홀 근처에서 탈출하는 것은 여전히 가능하지만, 여기서는 어떤 것도 움직이지 않고 가만히 있는 것은 불가능합니다. 더 나아 가, 다음 중요한 표면은 제1장에서 만난 사건의 지평선입니다. 우리가 원래 슈바르 헤드 블랙 홀의 맥락에서 만났던 일방적인 막입니다. 이것을 밖으로 가로질러 가는 것은 불가능하며, 그것을 안으로 가로질러 가는 것은 정적인 블랙 홀에서처럼, 만질 수 없는 운명이다.