사람이 블랙홀을 만들 수 있을까?

사람이 블랙홀을 만들 수 있을까?

인공 블랙홀

블랙홀은 현대 일반 상대성 이론에서 우주에 존재하는 일종의 천체입니다. 블랙홀의 중력은 매우 강력하여 수평선에서의 탈출 속도가 빛의 속도보다 더 큽니다. 블랙홀에는 시공간 곡률이 너무 커서 빛조차 블랙홀의 지평선에서 벗어날 수 없습니다. 그런데 이러한 블랙홀을 사람이 만들 수 있을까요? 인공 블랙홀에 대한 아이디어는 1980년대 캐나다 브리티시 컬럼비아 대학의 윌리엄 교수가 처음 제안했습니다. 그는 유체에서 음파의 동작이 블랙홀의 빛의 동작과 매우 유사하다고 믿었습니다. 그는 폭포에 접근하는 물과 같이 가속 운동을 경험하는 매체를 상상했습니다. 폭포를 빠져 나갈만큼 빠르게 헤엄칠 수없는 지점에 도달한 수영 선수처럼, 음속을 능가하는 매체의 지점을 지나는 음파는 흐름을 거슬러 이동할 수 없게 됩니다. 유체의 속도가 음속을 초과하면 실제로 유체에 인공 블랙홀이 형성됩니다. 그러나 윌리엄 박사가 만들려는 인공 블랙홀은 빛을 제외하고는 충분한 중력이 부족하여 실제 블랙홀처럼 주변의 모든 것을 삼킬 수 없습니다. 그런데 미국에서 다른 물질을 흡수하는 최초의 인공 블랙홀을 만들었습니다. 2005년 3월, 미국 브라운 대학 물리학과 교수인 호라티 나스타시는 지구상에 최초의 인공 블랙홀을 만들었습니다. 미국 뉴욕의 브룩헤이븐 연구소는 1998년 20세기에 세계에서 가장 큰 입자 가속기를 만들었으며, 금 이온을 빛의 속도에 가깝게 충돌시켜 고밀도 물질을 생성했습니다. 이 블랙홀은 크기는 작지만 실제 블랙홀의 특징을 갖고 있습니다. 뉴욕 브룩헤이븐 국립 연구소(Brookhaven National Laboratory)의 상대적으로 무거운 이온 충돌기는 빛의 속도에 가까운 속도로 큰 원자의 핵을 충돌시켜 태양 표면 온도의 3억 배에 해당하는 열 에너지를 생성할 수 있습니다. 뉴욕의 브룩헤븐 국립 연구소에서에서 원자 충격 원리를 사용하여 나스타시가 만든 뜨거운 불덩이는 천체 블랙홀의 놀라운 특성을 가지고 있습니다. 예를 들어, 이 인공 블랙홀은 자체 질량의 10배인 입자를 흡수할 수 있습니다. 이는 모든 양자 물리학에서 예측한대로 불덩이가 흡수할 수 있는 입자 수보다 많은 수입니다. 처음 인공 블랙홀을 언급했던 윌리엄 교수의 블랙홀 모델은 주변의 물질을 흡수할 수 없었으나, 나스타시 교수가 만든 인공 블랙홀은 다른 물질을 흡수할 수 있습니다. 따라서 이것은 블랙홀 연구 분야에서 중요한 전환점으로 간주됩니다. 뒤이어 2008년 유럽에서도 인공 블랙홀을 만들 시도를 하였습니다. 2008년 9월 10일 첫 번째 양성자 빔이 전체 충돌기를 통과하면서 유럽 대형 강입자충돌기(Large Hadron Collider)가 공식적으로 출시되었습니다. 그것은 당시에 세계에서 가장 크고 가장 에너지 입자 가속 2013년 전에 유럽 강 입자 충돌기는 세계에서 가장 크고, 양성자의 충돌로 인한 에너지 입자 가속이 가장 높은 물리장치입니다. 2008년 대형 강입자충돌기는 유럽 핵 연구 기관에 위치하고, 2013년형은 CERN 스위스 제네바 교외에서 국제 고 에너지 물리학 연구에 사용됩니다. 이 시스템을 담당한 첫 번째 사람은 유명한 영국의 물리학자인 린 에반스입니다. 대형 강 입자 충돌기는 그가 처음 고안하고 이끌었고 외부 세계에서는 '에반스 원자 에너지'라고 불렀습니다. 우리 태양보다 큰 특정 별이 생명의 마지막 단계에서 폭발하면 자연에 블랙홀이 형성됩니다. 그들은 아주 작은 공간에 많은 양의 재료를 집중시킵니다. 입자를 생성하기 위해 대형 강입자충돌기에서 양성자가 충돌하는 동안 작은 블랙홀이 형성되고 각 양성자는 날아다니는 모기와 동일한 에너지를 가지고 있다고 가정합니다. 천문학의 블랙홀은 대형 강입자충돌기가 생성하는 것보다 무겁습니다. 아인슈타인의 상대성 이론에 의해 설명된 중력의 특성에 따르면 대형 강입자충돌기에서 작은 블랙홀을 생성하는 것은 불가능합니다. 그러나 일부 순수 이론에서는 대형 강입자충돌기가 이 입자 생성물을 생성할 수 있다고 예측합니다. 이 모든 이론은 대형 강입자충돌기에 의해 생성된 입자가 즉시 분해될 것이라고 예측합니다. 따라서 블랙홀이 생성하는 블랙홀은 물질을 집중하고 육안으로 볼 수 있는 결과를 생성할 시간이 없습니다.