호킹박사, “탈출 불가능한 블랙홀 없다”-기존학설 뒤집나?

아인슈타인 이후 가장 위대한 과학자인 스티븐 호킹(72)박사가 “탈출 불가능한 블랙홀은 없다”는 발언을 해 네티즌들의 관심을 끌고 있다.

네이처뉴스 인터넷판 등에 따르면 25일(현지시간) 호킹박사는 ‘블랙홀에서 정보 보존과 일기 예보’(Information Preservation and Weather Forecasting for Black Holes)’라는 논문의 내용을 설명하면서 이같은 발언을 했다는 것이다.

요약하면 “빛은 무한 속으로 사라질 수 없다”는 내용인데 이는 기존의 블랙홀을 재정의해 물리학계를 경악시킬 수 있다는 게 해외언론의 설명이다.

기존에 ‘블랙홀’이란 말을 떠올릴 때엔 그곳으로 빠져 들어가면 뭐든지 집어 삼키는 무한대의 암흑 외엔 아무 것도 없는 곳을 생각하게 된다.

하지만 호킹박사는 논문에서 “...이벤트 지평선(event horizon)이 없다는 것은 ‘빛이 영원히 도망가지 못하는 영역’인 블랙홀이 없다는 것을 의미한다”고 말해 기존의 블랙홀에 대한 이론에 논란을 불러일으킨 것이다.

호킹박사는 그러나 “일정 기간 동안 계속되는 ‘분명한 지평선(apparent horizon)’이 존재한다”며 “이는 블랙홀을 중력장의 준안정(여기)지향성 상태(metastable bound states)로 재정의 해야 한다는 것을 말해 준다”고 주장했다.

호킹 교수의 새 논문은 약 2년 전 조지프 폴친스키 캘리포니아대(UC) 샌타바버라 교수 등이 내놓은 ’블랙홀 불벽 역설‘(black hole firewall paradox)이라는 사고실험(思考實驗·Gedankenexperiment)에 대한 답을 내놓으려는 시도다.

호킹 교수는 ’만약 우주비행사가 블랙홀에 빨려 들어가면 어떻게 될까‘라는 질문에 대해 지금까지 제시된 답들과 다른 ’제3의 답‘을 내놓았다.

고전적 일반상대성이론에 따르면 블랙홀에 빨려 들어간 우주비행사는 ’사건 지평‘을 통과해서 블랙홀의 중심부로 가까이 다가가다가, 결국 엄청난 중력 탓에 몸이 엿가락처럼 늘어져서 죽고, 그 몸을 구성하던 물질들은 중심부에 있는 밀도 무한대의 ’특이점‘(singularity point)으로 들어가 납작하게 찌부러진다.

여기서 양자론적 효과를 고려하면 사건 지평에 엄청난 에너지를 가진 ’불벽‘(firewall)이 형성되며, 이 때문에 우주비행사는 사건 지평을 통과하기 전에 순식간에 타 죽을 것이라는 답도 제시됐다.

다만 이 경우는 일반상대성이론이나 양자론의 핵심 전제를 일부 포기해야 한다는 문제가 지적됐다.

호킹 교수는 이에 대해 ”블랙홀 주변에 중력 붕괴로 인한 ’겉보기 지평‘(apparent horizon)은 존재하지만 탈출이 완전히 불가능하고 정보가 완전히 소실되는 ’사건 지평‘은 존재하지 않는다“며 제3의 답을 내놓았다.

이 글은 지난 22일 물리학자들과 수학자들이 학술지 게재 전에 논문을 미리 발표하는 데 자주 쓰는 사이트인 ’아카이브‘(www.arXiv.org)를 통해 발표됐다.

(서울=뉴스1) 온라인팀