인문학적으로 재구성한 테크놀로지

7. 블랙홀

지구의 중력을 이겨내고 우주로 나가기 위해서는 초속 11.2km, 즉 시속 약 4만 km 이상의 속도가 필요하다. 지구보다 318배 더 무거운 목성을 벗어나려면 초속 59.5km, 시속 약 20만 km에 이르는 속도가 요구된다.

그렇다면 태양은 어떨까? 태양은 지구 질량의 약 33만 배에 이르며, 이를 탈출하기 위해서는 지구 탈출 속도의 약 55배에 해당하는 초속 618km 이상의 속도가 필요하다.

인간이 알고 있는 가장 빠른 속도는 빛의 속도다. 빛의 속도는 초속 약 30만 km, 시속으로 환산하면 약 10억 km에 달한다. 상상을 초월하는 수치다. 따라서 빛은 태양의 중력을 충분히 벗어날 수 있다. 우리가 태양의 빛을 볼 수 있는 이유다.

그러면 빛의 속도로도 탈출할 수 없는 천체가 과연 존재할 수 있을까? 만약 어떤 천체의 중력이 너무도 커서 그 천체의 탈출 속도가 빛의 속도를 초과한다면, 그곳에서는 빛조차 빠져나올 수 없다.

우리는 이러한 천체를 블랙홀이라고 부른다.

블랙홀의 개념은 18세기말 영국의 존 미첼과 프랑스의 라플라스에 의해 처음 제안되었다. 그러나 이 이론은 오랫동안 수학적 가설에 머물러 있었다. 그 후 1915년, 알베르트 아인슈타인의 일반상대성이론은 중력을 ‘힘’이 아니라 ‘공간의 휘어짐’으로 설명하며 우주에 대한 인식을 근본적으로 바꾸어 놓았다. 이어 카를 슈바르츠실트가 이 이론의 해를 구하면서, 빛조차 빠져나올 수 없는 천체의 존재 가능성이 수학적으로 증명되었다.