5차원 시공간과 우주의 구조 (2)-7 양자중력공간 이론 논문

6. 우리 은하의 블랙홀

우리 은하(Milky Way)의 최고 중심부인 Sagittarius A*에는 태양 질량의 260만 배나 되는 블랙홀이 존재하는 것으로 알려져 있다. 그러나 우리 은하의 블랙홀은 다른 은하의 블랙홀과 달리 강착원반과 제트를 형성하지 않는 비활동성 블랙홀인 것으로 관찰된다.[26][27][28]
자료 인용 사이트 : http://ircamera.as.arizona.edu/NatSci102/lectures/galcenter.htm

다음은 우리 은하 중심부의 모습이다. 그림27은 near-infrared로 촬영한 우리 은하의 모습이다.

 

그림 28은 Radio파로 촬영한 우리 은하 중심부의 모습이다.


그림 28의 밝은 중심부를 더욱 확대하면 그림 29와 같은 sagittarius A의 모습이 나온다.

그림 30은 sagittaius A의 모습 중에 보다 중심부라 할 수 있는 minispiral의 모습이다. minispiral의 arms의 교차 부위가 sagittarius A*이다. 여기가 우리 은하의 가장 최고 중심부이다.

그림 30의 minispiral의 모습을 보면 회전하는 모습임을 알 수 있다. 그림31은 HCN molecule의 emission의 이미지이다. 이는 molecular material의 ring을 형성하며 블랙홀을 둘러싸고 있다. minispiral의 모습이 함께 그려져 있다. 화살표는 sagittarius A*를 가리킨다.

 



sargittarius A*으로부터의 거리와 enclosed mass사이의 관계를 살펴본 결과 그림 32와 같이 SgrA*을 중심으로 반경 0.015 parsecs 안에 태양 질량의 260만 배 무게에 해당하는 거대 중력원이 있는 것으로 알려졌으며 천문학자들은 이를 블랙홀로 보고 있다.

그런데 sagittarius A* 영역을 확대한 infrared image인 그림33에도 활동적인 블랙홀의 모습은 찾아볼 수 없다.

그림 34는 SgrA* 영역을 최대로 확대한 모습이다. 그림의 중앙에 별표는 SgrA*의 위치를 나타낸다. SgrA* 주변의 별의 이동 궤도도 표시하였다. 그림 34에서 활동적인 블랙홀의 모습은 찾아볼 수 없으나 SgrA* 주변의 별들의 움직임을 볼 때 SgrA* 위치에 매우 거대한 중력원이 있음을 알 수 있다. 천문학자들은 이것을 블랙홀로 추정하고 있다.

이상에서 살펴보았듯이 우리 은하 중심에는 블랙홀이 있으나 제트를 형성하지 않는 비활동적인 모습을 보임을 알 수 있다.

빛은 시공간 팽창도의 양(+)의 상대적 차이에 의해 발생한다고 추정된다. 그림 35에서 접선 a, b, c의 기울기는 시공간 팽창도의 변화를 반영한다. 그런데 양(+)의 방향으로의 시공간 팽창도의 변화는 빛의 밝기로 전환되어 나타날 것으로 추정되므로, 특이점 즉 접선의 기울기가 수직이 되는 점까지 가까이 갈수록 더욱 밝은 빛으로 표현되리라 짐작할 수 있다. 블랙홀을 멀리서 바라보면 관찰 기준계의 시공간 팽창도가 그만큼 낮아지므로 상대적으로 시공간 팽창도가 높은 부분이 넓어지며 특이점 주변 부위의 시공간 팽창도의 차이도 커지므로 밝게 빛나는 부위가 더 넓어지고 가운데의 빛의 밝기도 더욱 강해진다. 그런데 블랙홀을 가까이에서 바라보면 관찰 기준계의 시공간 팽창도가 그만큼 높아지므로 상대적으로 시공간 팽창도가 높은 부분이 좁아지며 특이점 주변 부위의 시공간 팽창도의 차이도 작아지므로 밝게 빛나는 부위가 더 좁아지고 가운데의 빛의 밝기도 덜해진다. 그러나 특이점의 시공간 팽창도는 절대 이므로 빛의 밝기는 그대로 강하게 나타날 것으로 예상된다.

우리 은하 중심부의 빛의 밝기를 살펴보자. 우리 은하를 멀리서 바라볼 때는 그림 27, 28과 같이 은하의 중심부가 매우 밝은 모습으로 보이나 은하의 중심부인 SgrA*로 접근하게 되면 그림 33, 34와 같이 어두운 공간으로 나타난다. 이는 그림 36의 왼쪽과 같이 특이점이 닫혀있으므로 나타나는 현상으로 추정된다. 만약 특이점이 열려있다면 그림 21의 왼쪽과 같이 작지만 치밀한 모양으로 밝은 core의 모습을 계속 나타내리라 예상되기 때문이다.


 

이로써 블랙홀에도 강착원반과 제트의 형성이 있는 활동성 블랙홀과 강착 원반과 제트의 형성이 없는 비활동성 블랙홀이 있음을 알 수 있다. 활동성 블랙홀은 그림 36의 오른쪽과 같이 특이점이 열려있는 경우로 추정되며 비활동성 블랙홀은 그림 36의 왼쪽과 같이 특이점이 닫혀 있는 경우로 추정된다.

평평한 시공간 패러다임에서는 특이점의 크기가 절대 0이며, 시공간 팽창도는 절대 이므로 특이점 내부 관찰자의 입장에서 보는 특이점 공간의 크기는 임의의 유한 크기로 주어진다( ). 따라서 특이점의 내부 공간의 크기는 어떤 이유에 의해 유한의 양(+)의 크기가 되어 특이점이 열려있을 수도 있고, 0의 크기가 되어 특이점이 닫혀있을 수도 있게 된다. 내부 공간의 크기가 유한의 양(+)의 값인 특이점을 가진 블랙홀을 활동성 블랙홀이라 하며, 내부 공간의 크기가 0의 값인 특이점을 가진 블랙홀을 비활동성 블랙홀이라 부를 수 있다. 이러한 비활동성 블랙홀의 대표적 예가 우리 은하의 중심에 있는 블랙홀이다.


덧글

댓글 입력 영역


양자중력공간 이론과 빛

본 블로그의 독특한 내용과 아이디어는 저자의 허락이 없는 한 함부로 타 논문이나 저서 또는 특허에 사용하는 것을 금지합니다. 이를 어길시 저는 법적으로 책임을 물을 것입니다. 그러나 본 블로그의 내용과 아이디어는 오직 저의 허락하에 사용가능하오니 이를 논문이나 저서에 인용하거나 사용하실 분은 반드시 저에게 연락주십시오(yshoono@hotmail.com). 그러나 인터넷에서 비영리 목적으로 건전한 토론의 목적으로 원저작자를 표시한 상태에서 자유롭게 사용하는 것은 허락합니다.