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우주과학

이벤트 호라이즌이란?(사건의 지평선이란?)

by №℡ 2020. 5. 15.

사건의 지평선, 사상 지평(事象地平) 또는 이벤트 호라이즌(event horizon)은 블랙홀의 경계를 이르는 말이다. 

 

일반상대성이론의 해 중 하나인 슈바르츠실트 해에서 나타나는 경계면으로 카를 슈바르츠실트(Karl Schwarzschild)가 구했기 때문에 사건의 지평선의 반지름은 슈바르츠실트 반경(Schwarzschild Radius)이라고 부른다.

흔히 이벤트호라이즌은 블랙홀에서 볼 수 있는 특별한 경계 구역을 지칭하는 말로 가장 많이 사용되고 있습니다.

빛을 포함한 그 어떤 것도 사건의 지평선에서 나오지 않기 때문에 관측 정보를 일절 얻을 수 없다. 따라서 사건의 지평선 너머의 일은 아직 알 수 없다. 때문에 이쪽을 연구하는 물리학에서는 사건의 지평선 안쪽 = 블랙홀이라고 정의한다.

물리학적으로 정보가 오갈 수 없다는 말은 사건의 지평선 내부가 외부와는 인과율이 성립하지 않는 독립된 공간이라는 것을 의미한다.

예를 들어 어떤 물체가 블랙홀로 떨어진다고 가정한다면, 물체가 사건의 지평선에 무한히 가까워지는 것을 볼 수 있을 뿐 사건의 지평선을 넘는 모습을 절대로 볼 수 없다.

사건의 지평선을 지나는 순간의 빛은 무한한 시간이 지나야 관찰자에게 도착할 수 있기 때문이다. 이 때문에 물체가 사건의 지평선을 넘어간 뒤에도 외부 관찰자에게는 물체가 여전히 사건의 지평선으로 접근하는 모습을 무한한 시간동안 관측할 수 있다.

양자역학에서는 플랑크 길이 이하는 관측 불가능하다고 여기기 때문에 양자역학적 관점에 따르면 외부 관찰자는 무한한 시간 후에 물체가 사건의 지평선으로부터 플랑크 길이까지 접근하는 모습만을 볼 수 있다.

 

블랙홀의 발견 = 사건의 지평선의 관찰

블랙홀은 말그대로 빛을 흡수해 버리기 때문에 실제 눈으로는 확인 할 수가 없습니다.

그래서 블랙홀 본체 대신에 사건의 지평선을 관측함으로써 블랙홀의 윤각을 우리가 알게 될 수 있었습니다.

한마디로 블랙홀의 윤곽을 우리는 사건의 지평선을 통해서 볼 수 있던 것 입니다.

 

사건의 지평선에서 재미있는 실험

A라는 사람과 B라는 사람이 있다고 가정하여 봅시다. A,B 모두 사건의 지평선 바깥쪽에있다가.

A만 사건의 지평선 안쪽으로 향한다고 하면 B에게는 어떻게 보일까요?

A가 사건의 지평선 경계면에 멈춰있는 것 처럼 보일 겁니다.

무한의 중력인 블랙홀이 사건의 지평선 안쪽에 있기 때문에 사건의 지평선 밖에서 보는사람은 A가 사건의 지평선에 도달한

순간의 모습을 무한대로 보게 되는 것 입니다. 하지만 A는 아마 사건의 지평선에 도달하는 순간 블랙홀안으로 빨려들어갔을 것 입니다.

이렇듯 하나의 사건이라도 사건의 지평선 안과 밖에서 보는 내용이 다르기 때문에 이를 '사건의 지평선'이라고 부르는 것 같습니다.

지평선이란 일종의 경계면을 뜻하는 것이니까요.

 

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