1. 블랙홀 관련 용어
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블랙홀 Black Hole |
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<colbgcolor=#000><rowcolor=#000,#fff> 구조 | 사건의 지평선 | 빛 구 | 제트 | 중력 특이점 |
| 용어 | 호킹 복사 | 에르고 영역 | 밀집성 | 티플러 원통 | 에딩턴 광도 | 블랙홀 정보 역설 | |
| 기타 | 웜홀 | 화이트홀 | 마이크로 블랙홀 | |
| 인물 | 스티븐 호킹 | 킵 손 | 로저 펜로즈 | |
| 문서가 있는 블랙홀 | 궁수자리 A* | 포웨히 | 백조자리 X-1 | S5 0014+81 | XTE J1650-500 | Tonantzintla 618 | 봉황자리 A | | }}}}}}}}} |
Ergosphere[1]
많은 천체는 회전하고 있으며 대부분의 블랙홀 또한 회전하고 있다. 이렇게 각운동량을 지니는 블랙홀을 커(Kerr) 블랙홀[2]이라고 하며, 커 블랙홀의 회전에 의해 블랙홀의 사건의 지평선 바깥에 탈출 속도가 광속을 넘는 지역인 에르고스피어가 형성된다. 이 영역 안에서는 블랙홀에 의해 공간 자체가 광속 이상으로 회전하고 있기 때문에, 광속 이상으로 움직이지 않는 한은 어떠한 운동을 하여도 회전 방향의 '반대방향'으로 이동할 수 없다. 다만 엄연히 사건의 지평선 바깥이기에 완전히 탈출 불가능한 것은 아니고, 블랙홀 바깥쪽을 보고 회전 방향과 같은 쪽으로 충분히 가속하면 탈출 가능하다.
에르고 영역의 범위는 다음의 식
[math(r_0(θ)=M+\sqrt{M^2-a^2cosθ})]
으로 정의되며 이 식에서 θ는 블랙홀의 회전축에 대한 위치각이고, a는 단위 질량당 각운동량으로 0에서 M 사이의 값을 가질 수 있다. M은 블랙홀의 질량이며, 여기서 광속 c와 중력상수 G를 모두 1로 두었고 따라서 2M은 슈바르츠실트 반지름과 같다.
커 블랙홀의 사건의 지평선의 반지름은
[math(r_+=M+\sqrt{M^2-a^2})]
이므로, 에르고 영역의 반경은 블랙홀의 회전축 방향에서는 사건의 지평선의 반경과 같고 회전축에 수직인 방향에서는 슈바르츠실트 반경과 동일하다.
1.1. 펜로즈 과정
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| 펜로즈 과정에 관한 설명(3:32 ~ 5:13)[3] |
Penrose Process
E1의 초기 에너지를 가지고 에르고 영역에 들어온 어떤 물체가 둘로 갈라질 때, 사건의 지평선으로 떨어진 조각이 에르고 영역의 회전력을 감소시킨 만큼 다른 한 조각이 그 회전력을 얻어 E2의 에너지를 갖고 블랙홀로부터 탈출하는 과정을 뜻한다. 영화 인터스텔라에서 쿠퍼가 브랜드를 가르강튀아의 영향권 밖으로 내보내기 위해 몸소 가르강튀아 속으로 뛰어든 것이 이 과정을 이용한 것이다.
이러한 펜로즈 과정으로 커 블랙홀에서 뽑을 수 있는 에너지는 총 회전 에너지의 29% 정도이다.
1.2. 기타
회전의 또 하나의 효과는 블랙홀의 표면인 사건의 지평선의 내부에 또 다른 하나의 지평면이 나타나는 것으로. 이것을 '내부 지평면'이라고 부른다. 바깥쪽의 지평면으로 들어간 물체는 반드시 안을 향해 끌려가게 되는데 내부 지평면보다 안쪽에는 큰 원심력이 작용하고 있어서 그 안으로 들어간 물체는 반드시 중심 방향으로 낙하하지 않고 운동할 수 있다.2. 제노기어스에 나오는 현상
1에서 따왔다.데우스가 파괴되는 순간과 동시에 조하르가 해방되는 영향으로 생기는 다른 차원의 문이 있다고 생각한 카렐렌이 생각한 것이다. 그걸 따라가기 위해서 웡 페이 퐁과 에레하임 반 호텐이 같이 탈출하는 걸 거부한 원인이다.[4]
[1]
그리스어 어근 ergo(작용, 일)+sphere(영역). 작용권으로 번역되기도 한다.
[2]
회전하는 블랙홀 주위의 시공간 왜곡을 나타내는
아인슈타인 방정식의 해를 구한 뉴질랜드 수학자 로이 커(Roy Kerr)의 이름을 따왔다.
[3]
쿠르츠게작트의 영상.
[4]
사실 자기 죄업이 엄청나게 많아서 이쪽 길을 선택한 이유도 있다. 또한 두 사람을 탈출시켜야 했다.