인공의 블랙홀이 지구를 파괴하진 않을 것이다. 그러나 숨겨진 차원의 존재를 입증할 수 있다.
무엇을: 아주 작고 무해한 블랙홀이 입자가속기 내부에서 제작된다. 블랙홀이 시공의 구조를 파열하기는 하지만, 그 크기는 너무나 작다.
이런 블랙홀들 수십억 개가 함께 모여야 겨우 소금 한 알갱이 정도의 질량과 맞먹는다.
왜: 만약 공간이 3차원 이상으로 구성되어 있는 경우에만 인공의 블랙홀을 형성할 수 있다.
즉 우리가 기존까지 체험해 왔던 상하, 좌우, 앞뒤차원을 넘어서는 “숨겨진” 차원이 존재한다는 가정 하에 이루어지는 것이다.
따라서 인공으로 블랙홀을 생성한다면, 우주 속에 또 하나의 차원이 있다는 사실을 입증하게 된다.
누가: 50여국 이상 나라에서 모인 약 10,000명의 과학자들이 새로운 입자 가속기를 제작 운영하고 있다. 입자가속기는 우주의 근본적인 구성단위를 연구하기 위한 도구이다.
어디서: 스위스 제네바 부근의 CERN 연구소에서 거대 강입자가속기(LHC, Large Hadron Collider)가 현재 제작 중에 있다.
언제: LHC는 2007년 말 경 제작 완료, 구동될 예정이다. LHC로 최초 충돌을 발생시켜감지 가능한 블랙홀을 생성하게 될 것이다.
블랙홀 생성 방법
원리는 간단하다. 시공의 구조를 분해할 만한 충분한 에너지로 양자 두개를 함께 부딪쳐 폭발시키는 것이다.
연대기
1783
영국의 지질학자 존 미쉘이 밀도가 너무 높아 빛도 통과하지 못하는 “검은 별”의 가능성을 제시했다.
1939
로버트 오펜하이머와 하트랜드 스나이더는 아인스타인의 중력 이론을 이용해별의 붕괴로 인한 블랙홀 형성 모델을 보여주었다.
1971
천문학자 톰 볼튼이 숨겨진 거대한 물체의 궤도를 돌고 있는 어떤 별의 진동을 탐지했다. 블랙홀의 존재에 대한 첫 번째 증거.
2002
천문학자들로 구성된 팀이 태양 2백 6십만 개 질량의 블랙홀이 은하수 중심부에 머물러 있다고 발표했다.
2007?
LHC가 지구 최초의 “블랙홀 공장”이 되어 초당 하나씩 블랙홀을 생산하면서 또 다른 차원들의 존재를 확증한다.
“만약 블랙홀을 생성해 낸다면 우리는 또 다른 차원이 존재한다는 결정적이고도 명백한 증거를 확보하는 것입니다.” LHC 물리학자 그레그 랜스버그, 브라운 대학,
용어
입자 가속기
최대 8킬로 길이의 루프를 통해 거의 빛의 속도로 입자를 가속시켜서 서로 충돌시키는 기계.
쿼크
원자를 구성하는 양자 및 중성자의 궁극적 구성 단위가 쿼크. 쿼크 3개가 모여 양자 1개를 만든다.
호킹 복사
블랙홀에 의해 발생하는 자연 복사. 단 미세한 블랙홀들만 완전히 사라질 정도의 빠른 속도로 질량을 방출한다.
FAQs
무엇이든 물어보세요
블랙홀이 지구를 파괴합니까?
아닙니다. 작은 블랙홀들은 순식간에 사라지기 때문에 어떤 물체를 없앨 만큼 오래
지속되지 못합니다.
사실 우주선(宇宙線)이 대기 속으로 부딪혀 들어오면서 훨씬 강력한 충돌이 이미 발생합니다.
만약 LHC 충돌로 블랙홀이 생성된다면 우리는 또 다른 차원이 있음을 알 수 있게 됩니다.
바로 우리 머리 위에서 블랙홀들이 이미 생겼다가 사라지고 있음을 뜻하는 것입니다.
시공파열 이란 무엇입니까?
공간과 시간은 연속적인 것으로서 이를 작고, 더 작은 부위로 쪼개도 각 부위의 구조는 동일함을 유지하게 됩니다.
그러나 무한대에 가까운 밀도 지점인 블랙홀의 중심부에는 “단일성”이 있습니다.
이 공간 구조가 변경되면, 불연속성 즉 “시공구조의 파열”이 생겨나게 되는 것입니다.
왜 또 다른 차원인가?
또 다른 차원이 존재한다면 20세기의 주요 이론인 양자 역학(미세입자의 물리학)과 일반상대론(시공의 물리학)을 조화시킬 수 있습니다.
또 다른 차원이 없다면 양자역학은 중력이 현재보다 훨씬 더 강력해야 함을 의미합니다.
< 저작권자 ⓒ 서울경제, 무단 전재 및 재배포 금지 >
