블랙홀이란 무엇인가?

사라와 아버지는 안개 낀 샌프란시스코 만을 헤치며 나아가는 페리 갑판에 서 있었다. "알카트라즈가 안개 속으로 사라지는 것 좀 봐요." 사라가 어두운 섬을 가리키며 말했다. 아버지는 고개를 끄덕이며 재킷을 더 바싹 여몄다. "마치 세상을 삼키는 거대한 바위 같구나!"

에버렛 중학교 과학실로 돌아온 사라는 안개 낀 섬을 공책에 스케치했습니다. "선생님, 뭔가 주변의 모든 것, 심지어 빛까지 빨아들일 수 있을까요?" 그녀의 선생님은 별 지도를 들고 미소 지었습니다. "사라, 너는 우주의 가장 큰 미스터리 중 하나에 대해 질문했구나. 우리는 그것들을 블랙홀이라고 부른단다."

"그 아이디어는 너무나 기묘해서, 망원경이 아니라 전쟁 중에 펜과 종이로 시작되었어요." 해리스 씨가 설명했다. 교실 풍경은 거친 역사적 배경으로 바뀌었다. "우리는 천구백십오년 독일로 돌아가 별을 생각하는 한 병사를 만나야 합니다."

"그의 이름은 칼 슈바르츠실트였습니다. 러시아 전선에서 복무하던 뛰어난 물리학자였죠." 해리스 씨의 목소리가 이어졌다. "다른 이들이 싸우는 동안, 그는 알베르트 아인슈타인이라는 과학자의 아주 새롭고 혁명적인 아이디어와 씨름하고 있었습니다. 슈바르츠실트는 열여섯 살의 나이에 첫 천문학 논문을 발표했을 정도로 신동이었죠!"

슈바르츠실트는 좀처럼 보기 드문 미소를 지으며 공책에 격렬하게 글을 써 내려갔습니다. 그는 다른 병사가 천막으로 들어서자 고개를 들었습니다. "보게! 아인슈타인은 '실수를 한 번도 하지 않은 사람은 새로운 것을 시도한 적이 없는 사람이다'라고 말했는데, 나는 그의 새로운 중력 이론 안에 숨겨진 놀라운 것을 찾아낸 것 같네!"

그의 계산에 따르면 거대한 별이 붕괴하면 중력이 너무 강해져 아무것도 빠져나올 수 없게 될 것이라고 합니다. "우주에서 가장 빠른 빛조차도요!" 사라는 경외심에 속삭였습니다. "빛은 태양에서 지구까지 단 팔 분 이십 초 만에 이동하지만, 블랙홀은 빛을 영원히 가둘 거예요."

오십 년 동안 그것은 단지 이론에 불과했습니다. 그러다 천구백육십년대에 천문학자들은 우주에서 온 신비한 신호를 발견했습니다. 백조자리 성좌의 한 별에서 나오는 강력하고 보이지 않는 엑스선 빔이었습니다. 백조자리 엑스-원이라고 명명된 이 보이지 않는 단서는 이웃을 집어삼키는 블랙홀의 첫 번째 실제 증거였습니다.

교실로 돌아온 사라는 벽 차트의 엑스레이 부분을 손가락으로 가리켰다. "그럼 아빠가 보여주신 보이지 않는 빛을 사용해서 보이지 않는 물체를 찾은 거네요! 그렇게 해결한 거고요!" 그녀를 데리러 온 아버지가 미소를 지었다. "정확해! 아무도 볼 수 없는 단서를 찾아낸 우주 탐정 이야기지."

"중력이 너무 강해서 렌즈처럼 빛을 휘게 만들고, 우주적인 착시 현상을 만들어냅니다"라고 해리스 씨가 설명했습니다. 사라의 아빠가 덧붙였습니다. "그리고 그 안의 물질은 믿을 수 없을 정도로 밀도가 높아요. 블랙홀이 형성되기 전에 남은 물질인 중성자별의 단 한 티스푼은 육십억 톤이나 나갈 겁니다!" 사라가 숨을 헐떡이며 말했습니다. "그건 지구상의 모든 자동차를 합친 것보다 더 무겁잖아요!"

사라는 "블랙홀은 중력이 너무 강해서 빛조차 빠져나올 수 없는 우주 공간의 지점이에요"라고 요약하며 받아 적었다. 그녀는 벽에 걸린 은하수 포스터를 바라보았다. "해리스 선생님, 우리 은하 중심에 초대질량 블랙홀이 있다면 왜 은하 전체를 삼켜버리지 않는 거죠?"