상상에서 관측까지
1783년 영국 성직자 존 미첼은 탈출 속도가 빛보다 빠른 '어두운 별'을 상상했어요. 1915년 아인슈타인이 일반 상대성이론을 발표하자, 1차 세계대전 전선에 있던 독일 천문학자 카를 슈바르츠실트가 몇 주 만에 방정식의 해를 구해 빛이 탈출할 수 없는 경계가 있음을 보였어요. 아인슈타인조차 이런 천체가 실제로 존재하지 않을 것이라 여겼지만, 1967년 존 휠러가 '블랙홀'이라는 이름을 대중화했고 1971년 백조자리 X-1이 첫 후보로 확인됐어요. 2015년 LIGO는 두 블랙홀의 충돌로 생긴 중력파를 처음 감지했고, 2019년 사건지평선망원경(EHT)은 M87 은하 중심의 블랙홀 그림자를 처음 촬영했어요.
생성 원리와 구조
태양 질량의 약 20배 이상인 무거운 별은 핵연료를 다 쓰면 스스로의 중력을 이기지 못하고 붕괴해 블랙홀이 돼요. 빛이 탈출할 수 없는 경계를 사건의 지평선이라 하고, 그 반지름(슈바르츠실트 반지름)은 태양 질량이라면 약 3km예요. 중심에는 밀도가 무한대가 되는 특이점이 있다고 계산되지만, 양자중력 이론 없이는 정확히 알 수 없어요. 블랙홀에 가까이 가면 발과 머리의 중력 차이로 몸이 국수처럼 늘어나는 '스파게티화'가 일어나요. 별 질량 블랙홀 외에 은하 중심에는 태양의 수백만~수십억 배인 초대질량 블랙홀이 있고, 우리은하 중심의 궁수자리 A*도 2022년 촬영됐어요.
호킹 복사와 남은 수수께끼
1974년 스티븐 호킹은 양자 효과 때문에 블랙홀도 아주 약한 열복사를 내며 천천히 증발한다는 '호킹 복사'를 예측했어요. 그러면 블랙홀에 빨려 들어간 정보는 사라지는가 하는 '정보 역설'이 생기고, 이는 양자 얽힘 연구와 이어져 지금도 물리학의 큰 미해결 문제예요. 2020년 노벨 물리학상은 블랙홀 이론의 로저 펜로즈와 궁수자리 A*를 관측한 겐첼·게즈에게 돌아갔어요.
자주 묻는 질문
- 블랙홀에 빠지면 어떻게 되나요?
- 작은 블랙홀이면 지평선 전에 스파게티화로 찢기고, 초대질량 블랙홀이면 지평선을 지나도 당장은 느끼지 못할 수 있어요.
- 블랙홀이 지구를 삼킬 수 있나요?
- 가장 가까운 블랙홀도 1,500광년 이상 떨어져 있어 위험은 없어요.
출처 검토일: 2026-10-26
참고문헌
- Schwarzschild, K. (1916). Über das Gravitationsfeld eines Massenpunktes nach der Einsteinschen Theorie.
- Hawking, S. W. (1974). Black hole explosions? Nature, 248, 30–31.
- Event Horizon Telescope Collaboration. (2019). First M87 Event Horizon Telescope results. I. ApJL, 875, L1.