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블랙홀이 웜홀에 떨어지면 어떻게 될까요?

 

여러가지 면에서 웜홀은 블랙홀과 유사합니다. 두 물체는 모두 밀도가 높고 강력한 중력을 가지고 있습니다. 가장 큰 이론적 차이점은.. 어떤 물체도 블랙홀의 사상 지평선 안으로 들어가 버리면 다시는 돌아올 수 없지만, 웜홀에 들어갈 경우에는 경로를 반전할 수 있습니다.

 

웜홀이 존재하면 언젠가 블랙홀이 그 안으로 떨어지는 것을 발견할 수 있다는 새로운 연구가 있습니다

 

연구진은 컴퓨터 시뮬레이션을 통해

태양 질량의 5배인 블랙홀과 블랙홀보다 60배 더 넓은 목을 가진 태양 질량의 200배에 달하는 안정된 횡단 가능한 웜홀 간의 상호 작용을 분석했습니다. 이 모델은 블랙홀이 웜홀 안팎으로 이동할 때 지금까지 볼 수 없었던 중력 신호가 발생할 것이라고 예측했습니다

 

블랙홀이 웜홀 안으로 나선형 궤적을 그리며 들어갈 때 두 개의 블랙홀이 만나는 것처럼 중력파의 주파수가 급격하게 상승하며 찌지지지직 괴기한 소음이 나타날 것이고, 블랙홀의 중력파 신호는 대부분 웜홀의 반대 입구쪽으로 방사되면서 빠르게 사라집니다. 

(만약, 두 개의 블랙홀이 충돌하면 거대한 중력파 폭발이 발생 합니다.)

 

블랙홀은 웜홀에 삼켜지지 않으려는 것처럼 웜홀 입구 쪽으로 약간씩 들어갔다 나왔다 요동치지만, 결국 점차 안쪽으로 조금씩 이동하게 됩니다. 이 때 괴기한 소음의 주기는 점점 빨라지다가 블랙홀이 웜홀의 기다란 목의 어떤 지점에 도달하면서 줄어들 것입니다.

 

연구진은 이러한 중력파 소음의 신호를 감지하면 웜홀의 존재를 찾아낼 수 있다고 생각합니다.

 

이 시뮬레이션의 결말은.. 블랙홀이 웜홀 안으로 떨어지는 것을 멈추고 기다란 목의 특정 지점에 정착하는 것입니다.

블랙홀이 웜홀의 질량을 대폭 증가시키게 되지만, 그 이후에 어떤 일이 벌어지느냐는 블랙홀이 가진 특성에 달려 있습니다. 

웜홀의 질량이 블랙홀의 질량을 감당할 수 없다면, 안정을 유지하지 못할 수도 있습니다. 웜홀이 자신을 유지하기 위해 흡수하는 외부 물질을 블랙홀이 가로채게 되며, 결국 웜홀이 점차 불안정해지며 시공간이 붕괴됩니다. 시공간 붕괴는 블랙홀에 바로 영향을 주게 되는데, 블랙홀이 가진 엄청난 양의 질량이 중력파 형태의 에너지로 변환될 것입니다.  결국 블랙홀이 먼저 붕괴되며, 웜홀도 연이어 붕괴될 것이고, 새로운 블랙홀이 만들어질 가능성이 높습니다. 

 

블랙홀의 일부만 웜홀의 입에 들어가고 나머지는 외부에 머물러 있다면 어떤 일이 일어날 지는 불확실하지만, 블랙홀 사상 지평선에서 더 많은 중력파와 더 많은 에너지 손실을 일으키는 거의 광란에 가까운 엄청난 현상이 발생할 것으로 추측합니다.

 

결국 블랙홀과 웜홀의 충돌은 불안정한 웜홀이 될 가능성이 높은데, 웜홀의 질량이 블랙홀보다 월등히 높아야만 합니다.

 

마지막으로, 블랙홀이 웜홀 속으로 들어가 다른 시공간 입구로 빠져나가는 경우도 예상할 수 있는데, 그런 경우에는 블랙홀과 웜홀이 서로 중력적으로 결합되어 있을 가능성이 높습니다. 들어갈 때도 문제지만, 다른 입구로 나가 완전히 벗어나는 것도 쉬운 것은 아닐 것입니다.

 

1916년 중력파의 존재를 처음으로 예측한 아인슈타인에 따르면, 중력은 질량이 공간과 시간을 왜곡하며 발생합니다.

하지만, 중력파는 매우 약하기 때문에 감지하기가 매우 어렵고, 아인슈타인조차도 그것이 실제로 존재하는지, 그리고 발견 될 것인지도 불확실했습니다. 

 

수십 년의 연구 끝에 과학자들은 2016년. 레이저 간섭계 중력파 관측소(LIGO)를 사용하여 우주 공간에서 감지된 중력파의 직접적인 증거를 최초로 보고했습니다. 이후. 중력파 관측소는 블랙홀과 중성자별과 같은 거대한 물체들 근처에서 20개 이상의 거대한 충돌을 감지했습니다.

 

그러나, 그 충돌로 인한 중력 신호로 웜홀의 존재를 예측하려면, 연구진들이 원하는 특정한 패턴을 보여야 하며, 신호의 강도도 일정 수준 이상이 되야 하는데, 중력파 관측소에서 감지한 충돌들이 웜홀의 존재를 보여줄 만큼 충분하지는 못했던 것 같습니다.

 

웜홀은 이론적으로 시공간의 터널로, 공간과 시간의 어느 곳이나 다른 우주로 이동할 수 있습니다. 아인슈타인의 일반 상대성 이론은 웜홀의 가능성을 허용하지만 실제로 존재하는지 여부는 또 다른 문제입니다. 원칙적으로 모든 웜홀은 불안정하여 열리는 즉시 닫힙니다. 웜홀의 문을 열고 들어갈 수 있는 유일한 방법은 "음의 질량"을 가진 이론으로만 존재하는 물질을 이용하는 것입니다. 이러한 '음의 질량' 물체는 중력장의 영향을 받지 않는 등의 정상적인 물체와는 다른 여러가지 기이한 특성을 가지고 있습니다. 그러한 이 물질이 실제로 존재하는지 아무도 아는 사람은 없습니다.