블랙홀 4, 라플라스는 빛의 파동 이론

영국 해협의 반대편에는, 피에르 시몬 라플레는 영국 문명의 평화로운 시기에 제공되는 평온한 풍경을 즐기지 못 했다. Laplace은 프랑스 혁명을 통해 살았지만, 그의 경력은 새롭게 설립된 Institutde프랑스와 EmcolePolytechnique에 영향을 주면서 번창했다. 그는 나폴레옹 통치 하의 내무 장관으로서 기간을 보내기도 했는데, 황제가 짧은 기간 동안 후회하게 되었다. 나폴레옹은 라플라스가 최고의 수학자였지만 행정가로서 평균보다 못하다는 것을 깨달았다. 나폴레옹은 나중에 라플라체에 대해 썼다.'그는 어디서나 미묘한 문제만을 찾았고, 마침내"불간섭"정신을 행정부에 가져다 주었다. 나폴레옹은 다른 행정가들을 불러야 했지만 세계에는 라플라스만큼 생산적이고 통찰력 있는 수학자는 거의 없었다. 그는 기하학, 확률, 수학, 천체 역학, 천문학, 물리학에 중추적인 기여를 했다. 그는 모세관 작용, 혜성, 귀납적 추론, 태양계 안정성, 음속, 미분 방정식, 구형 고조파와 같은 다양한 주제에 대해 연구했다. 그가 생각했던 생각들 중 하나는 어두운 별들이었다.

1796년 라플라스는 그의 '시스토메 뒤 몬데'를 출판했다. 교육 받은 대중을 위해 쓰여진 이 책은 천문학의 기초가 되는 물리적 원리, 태양계의 중력 법칙, 그리고 행성의 움직임, 그리고 운동과 기계의 법칙을 설명한다. 이 아이디어들은 조수와 춘분일 등의 다양한 현상에 적용되며, 책에는 태양계의 기원에 대한 라플라스의 추측이 실려 있다. 한 구절은 우리 이야기와 특별히 관련이 있다. 라플라스는 지구와 유사한 크기의 물체가 얼마나 큰 물체여야 하는지를 계산해서 그 물체의 탈출 속도가 빛의 그것과 같도록 했다. 그는, 아주 정확하게, 지구의 그것과 비슷한 밀도를 가지고 있지만 태양의 약 250배의 지름을 가진 별 표면의 중력 강도가, 빛조차도 탈출할 수 없을 정도로 강하다는 것을 보여 주었다. 따라서, 그는 우주에서 가장 큰 물체는 그러므로 보이지 않을 것이라고 추측했다. 우리가 '밖에 있는 '유일한 것들이 우리가 볼 수 있는 밝은 빛의 물체들이라고 상상하는 동안, 그들은 여전히 어두운 밤하늘에 숨어 있을 수 있을까? 헝가리 천문학자 프란츠 크세버 폰 잭은 라플라스가 이러한 결론을 도출해 낸 계산 결과를 라플라스가 감사하게도 폰 잭이 편집한 저널 중 하나에 실었다.

하지만 라플라스는 빛의 파동 이론에 대해 알게 되었다. 마이클과 라플라스의 생각은 부분적으로 거대한 빛의 이론에 기반을 두었다. 만약 빛이 작은 입자들로 구성된다면, 이 입자들이 중력장에 의해 영향을 받고 충분한 크기의 별에 영원히 묶여 있는 것이 합리적인 것처럼 보였다. 하지만 19세기 초, 빛의 파동 이론에 더 큰 신빙성을 주는 것으로 보이는 많은 실험들을 보았다. 만약 빛이 대신 파도라면, 그것이 중력에 의해 영향을 받아야 한다는 것을 보기가 더 어려웠다. 라플라스의 어두운 별의 예언은 '시스토메 뒤의 '전시회'에서 조용히 생략되었다. 결국 미켈레와 라플라체는 관찰을 설명할 필요성에 의해 움직이는 대신에 새로운 이론을 구상하고 탐구해 왔기 때문에 한동안 잊혀졌다. 미켈레와 라플라체가 상상하는 물체들은 '어둠의 별'이며, 질량의 영향으로 행성의 시스템을 유지할 수 있지만 이 압도적인 부피 때문에 빛을 통해 관측되지 않는다. 미셸과 라플라스의 어두운 별들의 표면에서 발산되는 빛은 너무 느려서 강한 표면 중력을 극복할 수 없을 것이다. 마이클과 라플라스가 짐작할 수 없었던 것은 그러한 거대한 규모의 대량 살상이 붕괴하기에는 불안정하다는 것이다. 게다가, 그들의 붕괴로 그들은 공간과 시간의 구조를 뚫고 특이점을 일으킬 것이다. 그러므로'블랙 홀'은 '다크 스타'가 아니라 논쟁을 진척시켜 천문학적인 블랙 홀 발견을 시작하기 위해서는 우선 우주 시간의 본질을 이해할 필요가 있을 것이다.