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2페이지 내용 : naeiledu 43 ※뉴스 출처_ KBS “천문학자들이 지구에서 가장 가까운 블랙홀을 발견했다. 유럽남방천문대 ESO 는 지구에서 불과 1천 광년 떨어진 곳에 있는 블랙홀을 발견했다고 천문학&천체물리학 저 널에 발표했다. 놀랍게도 이 블랙홀은 지구 남반부에서는 밤중에 육안으로도 관찰이 가능한 별과 함께 있다고 과학 자는 밝혔다.” 사이언스타임즈 ‘지구에서 가장 가까운 블랙홀 발견’ 2020. 5. 13 기사 중 교과서로 뉴스 이해하기 TV 뉴스와 신문기사로 본 세상 무한한 상상도 빨아들이는 검은 구멍, 블랙홀 인터스텔라 라는 영화를 본 적 있니? ‘상대성 이론과 블랙홀을 완벽 히 담아낸 교과서’로 평가받는 작품이지. 영화의 절정은 주인공 쿠퍼가 탄 우주선이 블랙홀 안으로 들어가는 장면이야. 어떤 돌발 상황이 기다 리는지 알 수 없는 짙은 어둠 속으로 밀려들어가던 쿠퍼가 자신이 지구 에서 떠나기 직전의 시간과 공간으로 연결되는 장면에선 탄성이 절로 터지지. 이는 블랙홀이 그 어떤 상상도 가능할 만큼 신비로운 개념이자 미지의 영역이라는 걸 모든 이들이 수긍했기에 감동적으로 다가올 수 있었어. 블랙홀은 아인슈타인의 일반 상대성 이론, ‘중력에 의해 빛이 휜다’ 는 혁명적인 주장에서 도출됐는데 정작 아인슈타인은 블랙홀 이론까지는 생각하지 못했다고 해. 사실 블랙홀은 무명의 독일 천재 물리학자 칼 슈바르츠쉴트의 작품이지. 슈바르츠쉴 트는 1차 세계대전 참전 중에 일반 상대성 이론의 ‘중력장방정식’을 풀어 아인슈타인 에게 보냈어. 그는 항성이 정지 상태에 있 다는 전제하에 강한 중력을 가진 별은 시 공간이 엄청나게 휘어 있는 부분이 있고 빛도 빠져나오지 못해 암흑처럼 보인다는 이론을 도출해냈지. 그로부터 53년 뒤 미국의 물리학자 존 휠 로가 이 암흑의 공간을 ‘블랙홀’이라 명명했 고 1971년에는 블랙홀이 이론상으로 뿐만 아니라 실제로 존재한다는 사실이 밝혀졌 지만 오랜 시간 동안 그 형상을 확인하지 는 못했어. 그러나 블랙홀이 2019년 드디 어 그 장엄한 모습을 드러냈다고 앞서 설 명했지? 고등학교 통합과학 1단원 ‘우주 의 시작과 원소의 생성’을 보면 블랙홀에 대해 짤막하게 설명돼 있어. 열공스크랩

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3페이지 내용 : 44 Weekly Education Magazine 열공 스크랩 다시 읽는 블랙홀 우주 팽창론부터 빅뱅 우주론까지 통합과학 은 ‘빅뱅 우주론’으로 포문을 열고 있어. 너무나 짤막하 게 소개됐지만 내용만큼은 결코 가볍지 않아. 빅뱅 우주론을 이해 하기 위해선 먼저 ‘우주 팽창론’을 알아야 해. 지금은 당연시되는 우 주 팽창론이 인정받기까지는 오랜 시간이 걸렸단다. 마치 지동설의 아픈 과거처럼 말야. 아인슈타인을 포함한 당시 최고의 지성들이 ‘우주 정지론’을 주장했기 때문이지. 그러나 그로부터 10여 년이 흐 른 뒤 에드윈 허블이라는 외모는 아이돌급에 두뇌는 아인슈타인인 엄친아가 나타나 이 문제를 깔끔히 해결하지. 거짓말에도 정도가 있다고? 당시 허블의 별명이 그리스 신화 속 미소년 ‘아도니스’였다 니까 그냥 좀 믿어라. 1929년 밤하늘을 올려다보던 허블은 시야에 들어오는 모든 천체가 적색편이 현상을 보인다는 것을 발견했어. 적색편이 현상이란 관측 자를 기준으로 멀어지는 물체의 색깔이 조금 더 붉게 보이는 현상 을 뜻해. 이는 멀어지는 속도만큼 방출되는 빛의 파장이 길어지기 때문이지. 그럼 반대로 관측자에게 빠르게 다가오는 물체는 푸르게 보일까? 맞아. 다가오는 속도만큼 빛의 파장이 짧아지기 때문에 푸 른빛을 띠게 돼. 허블은 예외 없이 모든 천체가 적색편이 현상만을 보인다는 것, 게다가 지구에서 멀리 떨어져 있는 천체일수록 적색 편이가 더 강하게 나타난다는 것을 발견했어. 이게 뭘 의미하겠니? 그래. 우주가 끊임없이 팽창하고 있다는 거야. 우주 정지론은 틀렸 어. 아인슈타인은 대과학자답게 ‘일생 최대의 실수’를 저질렀다며 정중히 오류를 인정했지. 이에 멈추지 않은 허블의 호기심. 우주가 팽창한다면 초기 우주는 어떤 모습이었을까? 시간을 돌려보자. 영상을 뒤로 돌리듯 끊임없 이 돌려 0의 시간에 다다르면 우주 전체가 점 하나에 담기지 않을 까? ‘빅뱅 이론’은 이렇게 탄생했단다. 별의 탄생과 죽음 그리고 블랙홀 마치 인간처럼 별도 탄생과 죽음으로 이 어지는 생을 산단다. 죽음에 이르러 폭발 하는 별을 ‘초신성’이라 하는데 별의 죽음 은 곧 또 다른 탄생을 의미해. 먼지가 된 별 의 잔해는 우주 공간에 퍼지고 이렇게 발 생한 수많은 먼지와 기체, 행성 등의 ‘성간 물질’들은 별과 별 사이에 존재하면서 새로 운 ‘원시별’이 태어나는 데 아주 중요한 역 할을 하지. 갓 태어난 원시별이 수축을 시 작하면 핵 부분의 밀도가 증가하게 되는데 밀도가 한계에 다다르면 수소와 헬륨의 핵 융합 반응이 시작되고 그 후 항성, 즉 스스 로 빛을 내는 별이 되는 거란다. 원시별은 세월이 흘러 어른별이 되고 에너지를 모두 소진하면 죽음을 맞으며 또 다른 원시별의 탄생을 돕지. 빛나던 별이 수명을 다하면 부풀어 올라 거대한 붉은 별이 되는데 이를 ‘적색 거성’ 이라고 해. 적색 거성의 외부를 둘러싸고 있는 가스가 우주 공간으로 차츰 빠져나가 면서 거기에 조그마한 흰색별이 남게 되는 데 이게 바로 ‘백색 왜성’이야. 시간이 좀 더 흐르면 백색 왜성의 온도가 서서히 내려가 고 더 이상 빛을 내지 않는 ‘흑색 성운’이 되 지. 먼 훗날 우리의 태양도 이렇게 최후를 맞이할 거야. 엄청난 빛을 내는 초신성의 폭발은 방대한 양의 물질을 우주 공간으로 방출하는데 이때 남은 중심부는 밀도가 큰 ‘중성자 별’이 돼. 폭발 후 질량은 그대로 보 존한 채, 크기만 엄청나게 줄어들어 수축 의 정도가 심해지면 빛도 빠져나갈 수 없 는 상태의 무시무시한 중력을 가지게 되는 질량이 큰 별의 진화 과정. 데 이게 바로 블랙홀이지. 주계열성 초거성 초신성 폭발 중성자성 or블랙홀

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