블랙홀

거대한 솜사탕을 손바닥으로 꾹꾹 눌러서 아주 단단하고 작은 구슬 하나로 뭉치는 상상을 해보세요. 솜사탕 전체의 무게는 그대로인데, 크기만 엄청나게 작아진 거예요.

우주의 별도 마찬가지예요. 태양보다 수십 배 무거운 거대한 별이 수명을 다하면, 스스로를 지탱하던 에너지가 바닥나면서 자기 무게를 이기지 못하고 중심을 향해 무섭게 무너져 내려요. 이를 '중력 붕괴'라고 불러요.

모든 물질이 믿을 수 없을 만큼 좁은 한 점으로 압축되면서, 그 주변의 시공간이 끝없이 가파른 구덩이처럼 움푹 파이게 돼요. 이렇게 태어난 우주에서 가장 극단적인 천체가 바로 블랙홀이에요.

거센 폭포를 향해 흘러가는 강물 위에서 보트를 타고 있다고 떠올려 보세요. 어느 지점까지는 힘차게 노를 저으면 거슬러 올라갈 수 있지만, 폭포 바로 앞의 낭떠러지를 넘어서는 순간 아무리 노를 저어도 떨어질 수밖에 없어요.

블랙홀 주변에도 이런 돌이킬 수 없는 경계선이 있어요. 이를 '사건의 지평선(이벤트 호라이즌)'이라고 불러요. 이 경계선 안쪽으로 들어서면 탈출하는 데 필요한 속도가 우주에서 가장 빠른 빛의 속도를 넘어서게 돼요.

빛조차 빠져나오지 못하기 때문에, 이 선을 넘은 안쪽 세상에서 무슨 일이 일어나는지 우리는 절대 볼 수도 없고 알아낼 수도 없어요.

게다가 아인슈타인의 상대성이론에 따르면 중력이 강할수록 시간이 느려져요. 그래서 멀리서 관찰하면 지평선으로 떨어지는 물체는 점점 느려지다가 결국 지평선 바로 앞에서 거의 멈춘 것처럼 보이다가, 빛이 점점 붉고 희미해지며 사라져 보여요.

블랙홀이라고 하면 흔히 우주의 모든 것을 닥치는 대로 빨아들이는 거대한 청소기를 떠올리곤 해요. 하지만 블랙홀은 주변 물질을 마구잡이로 삼키는 괴물이 아니에요.

조금 더 정확히 말하면, 멀리 떨어진 곳에서 작용하는 블랙홀의 중력은 같은 무게를 가진 보통 별의 중력과 완전히 같아요. 만약 지금 당장 우리 태양이 똑같은 무게를 가진 작은 블랙홀로 변한다고 해도, 지구는 빨려 들어가지 않아요.

지구는 빛을 잃어 어두워질 뿐, 지금 돌고 있는 공전 궤도를 그대로 유지하며 계속 돌게 돼요. 블랙홀에 아주 가까이 다가가지만 않는다면 보통 별 주위처럼 안정된 궤도를 돌 수 있어요. 다만 블랙홀 바로 근처에서는 사건의 지평선 바깥이라도 안정된 궤도가 없어서 결국 빨려 들어가요.

결국 블랙홀은 우주를 파괴하는 청소기가 아니라, 아주 좁은 영역에 극단적으로 중력이 집중된 특별한 천체일 뿐이에요.