우주에서 가장 큰 블랙홀, 크기비교 (한글자막)
하늘
우주에서 가장 큰 블랙홀, 크기비교 (한글자막)
the largest black hole in the universe - size comparison
kurzgesagt – in a nutshell
우주에서 가장 큰 물체, 블랙홀
행성이나 별과 다르게 물리적 크기에 한계가 없고
말 그대로 끝없이 커질수 있습니다.
물론 현실에서는 꼬마 블랙홀부터 우주에서 가장 거대한 단일 천체까지
다양한 크기의 블랙홀을 만들어 지기 위해서 특정한 일이 일어나야 합니다.
그럼 블랙홀은 어떻게 자랄까요?
그리고 그 중 가장 큰 건 얼마나 클까요?
쿠르츠게작트: 간단히 말하면
이번 영상에서는 블랙홀이 어떻게 작동하는지, 어떻게 생기는지는
저번 블랙홀과 중성자별 영상에서 충분히 다루었기에 딱히 다루지는 않겠습니다.
나중에 가서 한번 보세요.
지금은 우주에서 가장 큰 것을 찾는데 집중합시다.
우선 엄청, 엄청 작은 것부터 시작하자고요.
[ 원시 블랙홀 ]
가장 작은 블랙홀들은 존재할수도, 그렇지 않을수도 있습니다
존재한다면, 이는 아마 우주에서 가장 오래된 존재일 겁니다
심지어 원자들보다도요.
그들은 아마 빅뱅 직후에 태어났을 것으로 예상되는데
우주가 불안정한 에너지로 가득 차 있을 때
아주 살짝, 주변보다 더 조밀한 곳에서 블랙홀이 생겼을 수 있습니다,
아직까지 존재할 수도 있는 가장 작은 원시 블랙홀은
큰 산 정도의 질량인, 약 1조 kg 일 것입니다.
그리고 양성자보다 작을 겁니다.
지구 질량의 원시 블랙홀은 동전보다 겨우 클 것입니다.
이 점이 원시 블랙홀을 찾기 매우 어렵게 하고,
그렇기에 우린 아직 관측하지 못했죠.
만약 그것들이 실존한다면
아마 그것들이 우주를 붙잡고 있는
암흑 물질일지도 모르죠.
그럼 우리가 존재한다고 확실히 알고 있는 블랙홀로 넘어가 봅시다.
[ 항성질량 블랙홀 ]
블랙홀을 만들기 위해선 스스로 붕괴할 수 있을 정도로
충분한 양의 물질이 압축돼야 합니다.
그리고 나서는 물질을 더 투입할수록, 더 커지지요.
오늘 날의 우주에서, 격렬한 사건만이 필요한 조건을 만족시킬 수 있습니다
중성자별 간의 충돌이나, 거대한 별의 핵이
초신성 폭발을 일으킬 때와 같이 말이죠.
예를 들기 위해서 태양 질량을 단위로 이용해 봅시다.
약 2,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000 kg
(200양 kg)정도 됩니다
알려진 가장 작은 블랙홀은 약 2.7 태양 질량을 가지며
직경 16km정도의 구입니다. 파리 시를 가리기 충분하죠.
또다른 저질량 블랙홀은 v723 mon(외뿔소자리 v723)
라는 적색거성과 쌍성을 이룹니다.
이 별은 태양보다 24배나 크고, 3억 km의 지름을 가짐에도
겨우 직경 17.2km의 조그만한 블랙홀 주변을 돕니다.
적색 거성을 괴롭히는 이 블랙홀은
겨우 비교해서 보여드릴 수 있을 정도로 작습니다.
알려진 가장 큰 항성질량 블랙홀 중 하나는
m33 x-7 입니다.
이것은 지금도 70 태양 질량의 청색 거성을,
조금씩 먹고있죠.
빼앗긴 모든 질량은
하수구에 물이 빠지는 것처럼, 원을 그리며 블랙홀로 향하면서
마찰열로 인해 태양의 50만 배 만큼 밝게 빛납니다.
그러나 m33 x-7은
고작 태양 질량의 15.65배이며
직경은 92 km로, 프랑스의 코르시카 섬을
어느 정도 가릴 수 있는 크기입니다.
블랙홀들이 더 커지기 위해선
다른 별을 많이 흡수하거나 블랙홀끼리 서로 합쳐져야 합니다.
이런 사건을 관측할 수 있는 도구가 매우 최근에 만들어졌기에
우리는 지금 아주 많은 재밌는 것들을 발견하고 있습니다.
가령 170억 광년 떨어진 우주에 있는
거대한 두 블랙홀 같은 것 말입니다.
두 블랙홀은 서로 격렬하게 공전하면서
중력파의 형태로 에너지를 방출했는데,
은하수의 전체 항성이 4,400년간 내는
빛의 양을 합친 것보다 많은 양이었습니다.
그렇게 만들어진 새로운 블랙홀은 독일 정도의 크기(약 850 km)에
질량은 태양의 142배입니다.
그리고 여기서 우리는 흥미로운 크기 차이를 마주합니다.
많은 수의 블랙홀이 태양 질량의 150배 정도입니다
그리고 한동안 더 큰 블랙홀이 없다가
백만 배 혹은 그 이상의 질량을 가지는 블랙홀이 갑자기 나타납니다
조금 혼란스러운 점은, 우리는 블랙홀이
지속적으로 성장하는 걸로 생각했기 때문입니다.
가장 거대한 블랙홀들에 대해서 이 방식은
이것들이 현재 존재하는 이유를 설명하기엔 부족합니다.
우주는 이런 초거대 블랙홀이 다른 별을 먹어
형성될 수 있을 만큼 오래되지 않았죠
다른 일이 벌어진 게 틀림없습니다.
우주에서 가장 거대한 블랙홀을 설명하기 위해선
여태껏 존재했던 별 중 가장 큰 별이 필요할지도 모릅니다.
바로 쿼시 별(준항성)입니다.
그 크기를 짐작해보기 위해서,
현재까지 발견된 제일 큰 항성들과 비교해봅시다.
태양은 이것들 옆에서는 마치 모래 알갱이 하나와 같습니다.
우리는 쿼시 별이 실제로 존재했었는지는 모르지만,
블랙홀 성장을 더 강력히 향상시키는 관점에서 볼 때에는
매우 흥미로운 개념입니다.
전반적인 개념은
우주 초기의 물질들은 너무도 조밀해서
쿼시 별들이 태양 질량의 몇천 배까지 커졌을 수 있다는 것입니다.
이러한 항성들의 핵은 자신들의 질량에 너무도 짓눌리는 바람에
항성이 아직 생성되고 있을 때
이미 블랙홀로 붕괴했을 수도 있습니다.
이 과정에서 항성 자체가 파괴되는
요즈음의 항성들과 대조되듯이
쿼시 별 내부에서는
죽음의 균형이 나타날 수 있습니다.
중력이 초거대 항성을 짓눌러
블랙홀에 물질을 공급하고,
블랙홀 내부로 떨어지는 물질들을 엄청나게 달궈
이로 인한 복사압이 항성을 안정시키게 됩니다.
따라서 이런 빠르게 성장하는 블랙홀들이
몇 백만년 동안 쿼시 별을 점차 흡수해
현대의 어떤 항성 질량 블랙홀보다
더욱 크게 자랄 수 있었다는 겁니다.
태양보다 몇 천 배나 무겁고
지구보다 너비가 더 큰 블랙홀들 말이죠.
이러한 블랙홀들은 초대질량 블랙홀의
씨앗이 될 수도 있습니다.
the largest black hole in the universe - size comparison
kurzgesagt – in a nutshell
우주에서 가장 큰 물체, 블랙홀
행성이나 별과 다르게 물리적 크기에 한계가 없고
말 그대로 끝없이 커질수 있습니다.
물론 현실에서는 꼬마 블랙홀부터 우주에서 가장 거대한 단일 천체까지
다양한 크기의 블랙홀을 만들어 지기 위해서 특정한 일이 일어나야 합니다.
그럼 블랙홀은 어떻게 자랄까요?
그리고 그 중 가장 큰 건 얼마나 클까요?
쿠르츠게작트: 간단히 말하면
이번 영상에서는 블랙홀이 어떻게 작동하는지, 어떻게 생기는지는
저번 블랙홀과 중성자별 영상에서 충분히 다루었기에 딱히 다루지는 않겠습니다.
나중에 가서 한번 보세요.
지금은 우주에서 가장 큰 것을 찾는데 집중합시다.
우선 엄청, 엄청 작은 것부터 시작하자고요.
[ 원시 블랙홀 ]
가장 작은 블랙홀들은 존재할수도, 그렇지 않을수도 있습니다
존재한다면, 이는 아마 우주에서 가장 오래된 존재일 겁니다
심지어 원자들보다도요.
그들은 아마 빅뱅 직후에 태어났을 것으로 예상되는데
우주가 불안정한 에너지로 가득 차 있을 때
아주 살짝, 주변보다 더 조밀한 곳에서 블랙홀이 생겼을 수 있습니다,
아직까지 존재할 수도 있는 가장 작은 원시 블랙홀은
큰 산 정도의 질량인, 약 1조 kg 일 것입니다.
그리고 양성자보다 작을 겁니다.
지구 질량의 원시 블랙홀은 동전보다 겨우 클 것입니다.
이 점이 원시 블랙홀을 찾기 매우 어렵게 하고,
그렇기에 우린 아직 관측하지 못했죠.
만약 그것들이 실존한다면
아마 그것들이 우주를 붙잡고 있는
암흑 물질일지도 모르죠.
그럼 우리가 존재한다고 확실히 알고 있는 블랙홀로 넘어가 봅시다.
[ 항성질량 블랙홀 ]
블랙홀을 만들기 위해선 스스로 붕괴할 수 있을 정도로
충분한 양의 물질이 압축돼야 합니다.
그리고 나서는 물질을 더 투입할수록, 더 커지지요.
오늘 날의 우주에서, 격렬한 사건만이 필요한 조건을 만족시킬 수 있습니다
중성자별 간의 충돌이나, 거대한 별의 핵이
초신성 폭발을 일으킬 때와 같이 말이죠.
예를 들기 위해서 태양 질량을 단위로 이용해 봅시다.
약 2,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000 kg
(200양 kg)정도 됩니다
알려진 가장 작은 블랙홀은 약 2.7 태양 질량을 가지며
직경 16km정도의 구입니다. 파리 시를 가리기 충분하죠.
또다른 저질량 블랙홀은 v723 mon(외뿔소자리 v723)
라는 적색거성과 쌍성을 이룹니다.
이 별은 태양보다 24배나 크고, 3억 km의 지름을 가짐에도
겨우 직경 17.2km의 조그만한 블랙홀 주변을 돕니다.
적색 거성을 괴롭히는 이 블랙홀은
겨우 비교해서 보여드릴 수 있을 정도로 작습니다.
알려진 가장 큰 항성질량 블랙홀 중 하나는
m33 x-7 입니다.
이것은 지금도 70 태양 질량의 청색 거성을,
조금씩 먹고있죠.
빼앗긴 모든 질량은
하수구에 물이 빠지는 것처럼, 원을 그리며 블랙홀로 향하면서
마찰열로 인해 태양의 50만 배 만큼 밝게 빛납니다.
그러나 m33 x-7은
고작 태양 질량의 15.65배이며
직경은 92 km로, 프랑스의 코르시카 섬을
어느 정도 가릴 수 있는 크기입니다.
블랙홀들이 더 커지기 위해선
다른 별을 많이 흡수하거나 블랙홀끼리 서로 합쳐져야 합니다.
이런 사건을 관측할 수 있는 도구가 매우 최근에 만들어졌기에
우리는 지금 아주 많은 재밌는 것들을 발견하고 있습니다.
가령 170억 광년 떨어진 우주에 있는
거대한 두 블랙홀 같은 것 말입니다.
두 블랙홀은 서로 격렬하게 공전하면서
중력파의 형태로 에너지를 방출했는데,
은하수의 전체 항성이 4,400년간 내는
빛의 양을 합친 것보다 많은 양이었습니다.
그렇게 만들어진 새로운 블랙홀은 독일 정도의 크기(약 850 km)에
질량은 태양의 142배입니다.
그리고 여기서 우리는 흥미로운 크기 차이를 마주합니다.
많은 수의 블랙홀이 태양 질량의 150배 정도입니다
그리고 한동안 더 큰 블랙홀이 없다가
백만 배 혹은 그 이상의 질량을 가지는 블랙홀이 갑자기 나타납니다
조금 혼란스러운 점은, 우리는 블랙홀이
지속적으로 성장하는 걸로 생각했기 때문입니다.
가장 거대한 블랙홀들에 대해서 이 방식은
이것들이 현재 존재하는 이유를 설명하기엔 부족합니다.
우주는 이런 초거대 블랙홀이 다른 별을 먹어
형성될 수 있을 만큼 오래되지 않았죠
다른 일이 벌어진 게 틀림없습니다.
우주에서 가장 거대한 블랙홀을 설명하기 위해선
여태껏 존재했던 별 중 가장 큰 별이 필요할지도 모릅니다.
바로 쿼시 별(준항성)입니다.
그 크기를 짐작해보기 위해서,
현재까지 발견된 제일 큰 항성들과 비교해봅시다.
태양은 이것들 옆에서는 마치 모래 알갱이 하나와 같습니다.
우리는 쿼시 별이 실제로 존재했었는지는 모르지만,
블랙홀 성장을 더 강력히 향상시키는 관점에서 볼 때에는
매우 흥미로운 개념입니다.
전반적인 개념은
우주 초기의 물질들은 너무도 조밀해서
쿼시 별들이 태양 질량의 몇천 배까지 커졌을 수 있다는 것입니다.
이러한 항성들의 핵은 자신들의 질량에 너무도 짓눌리는 바람에
항성이 아직 생성되고 있을 때
이미 블랙홀로 붕괴했을 수도 있습니다.
이 과정에서 항성 자체가 파괴되는
요즈음의 항성들과 대조되듯이
쿼시 별 내부에서는
죽음의 균형이 나타날 수 있습니다.
중력이 초거대 항성을 짓눌러
블랙홀에 물질을 공급하고,
블랙홀 내부로 떨어지는 물질들을 엄청나게 달궈
이로 인한 복사압이 항성을 안정시키게 됩니다.
따라서 이런 빠르게 성장하는 블랙홀들이
몇 백만년 동안 쿼시 별을 점차 흡수해
현대의 어떤 항성 질량 블랙홀보다
더욱 크게 자랄 수 있었다는 겁니다.
태양보다 몇 천 배나 무겁고
지구보다 너비가 더 큰 블랙홀들 말이죠.
이러한 블랙홀들은 초대질량 블랙홀의
씨앗이 될 수도 있습니다.