도서 소개
블랙홀만큼 기묘하고 사람을 사로잡는 천체는 없다. 아인슈타인의 일반 상대성 이론에서 예언된 블랙홀은 그 강한 중력으로 바닥 없는 늪처럼 무엇이라도 집어삼키며 빛조차 탈출할 수 없는 무시무시한 천체이다. 최근 블랙홀을 직접 촬영하는 데 성공한 일이 큰 화제가 되었다. 여러 관측 기술의 발전으로 가까운 미래에 블랙홀의 큰 수수께끼가 밝혀질 수도 있다. 그중에서도 태양의 100만~10억 배라는 거대한 질량을 가진 블랙홀이 주목받고 있다. 이런 초거대 블랙홀은 대부분의 은하 중심 영역에 존재한다고 생각된다.
초거대 블랙홀 발견의 계기는 수수께끼 같은 한 천체의 발견이었다. 크기는 은하의 100만분의 1밖에 안 되는데 은하의 100배나 밝게 빛나는 천체가 밤하늘에서 발견된 것이다. 이 책에서는 먼저 블랙홀의 예언으로부터 초거대 블랙홀 발견에 이르기까지의 스토리를 살펴본다. 그 다음에 우리에게 가장 가까운 초거대 블랙홀인 우리은하 중심부에 위치한 ‘궁수자리 A*’를 아름다운 관측 영상과 함께 살펴본다.
초거대 블랙홀은 어떻게 만들어졌을까? 이 문제는 천문학에서 큰 수수께끼이다. 초거대 블랙홀은 138억 년의 역사를 지닌 우주의 탄생으로부터 불과 7억 년 이내에 이미 있었음이 밝혀졌다. 또 은하 형성이나 진화와 깊은 관계가 있음도 밝혀졌다. 이런 초거대 블랙홀 형성의 문제도 살펴본다. 마지막으로 블랙홀 자체의 여러 가지 기묘한 성질, 그리고 블랙홀과 동시에 예언된 ‘화이트홀’과 ‘웜홀’ 같은 흥미로운 화제도 소개한다. 이 책을 통해 블랙홀의 매력을 맛볼 수 있기를 바란다.
출판사 리뷰
● 블랙홀 예언부터 발견에 이르까지 블랙홀 연구의 역사를 소개한다블랙홀이란 대체 무엇일까? 또 어떻게 발견할까? 왜 대부분의 은하 중심부에는 거대한 블랙홀이 있다고 생각할까? 과거에 이론 속에만 있다고 생각되었던 블랙홀은 이론과 관측 기술의 발전에 따라 차츰 그 존재가 밝혀져 왔다. 블랙홀의 예언에서부터 초거대 블랙홀 발견에 이르기까지의 스토리를 소개한다.
● 초거대 블랙홀을 둘러싼 수수께끼를 해설한다지구로부터 가장 가까운 초거대 블랙홀. 그것은 우리가 살아가는 우리은하의 중심부에 위치한다. 관측 기술의 발전과 함께 태양계 가 있는 은하 원반 부분의 풍경과는 전혀 다른, 중심부의 상세한 구조가 파헤쳐지고 있다. 그리고 초거대 블랙홀의 존재와 그 활동의 흔적이 밝혀져 왔다. 우리은하의 정체에 다가가 보자.
● 블랙홀의 형성 방법과 진화를 살펴본다 초거대 블랙홀의 형성 방법에 대해서는 아직 정설이 없다. 블랙홀의 진화는 은하의 진화와도 밀접하게 관련된다고 생각된다. 이 어려운 난제에 대해 생각한다.
● 시간 여행, 화이트홀, 웜홀 등 블랙홀에 얽힌 흥미로운 화제를 살펴본다블랙홀로 다가가면 어떻게 될까? 그 안은 어떻게 되어 있을까? 초거대 블랙홀의 틀에서 벗어나 블랙홀에 얽힌 여러 가지 흥미로운 화제를 소개한다. 또 블랙홀과 마찬가지로 일반 상대성 이론이 예언한 ‘화이트홀’과 ‘웜홀’도 살펴보고, 화이트홀과 웜홀을 이용한 시간 여행의 방법도 살펴본다.
감수·협력·집필이즈미 다쿠미 泉 拓磨
일본 국립천문대 알마 프로젝트 조교수. 이학 박사.
우메무라 마사유키 梅村雅之
일본 쓰쿠바 대학교 특명교수. 이학 박사.
에비사와 겐 海老澤 硏
일본 우주항공연구개발기구 우주과학연구소 교수. 이학 박사.
오니시 교코 大西響子
일본 총합연구대학원대학 물리과학연구과 특별연구원. 이학 석사.
사이토 다카유키 齋藤貴之
일본 도쿄 공업대학교 지구생명연구소 특임부교수. 이학 박사.
스야마 데루아키 須山輝明
일본 도쿄 공업대학교 이학원 물리계 부교수. 이학 박사.
노모토 겐이치 野本憲一
일본 도쿄 대학교 명예교수. 도쿄 대학교 국제고등연구소 카블리수학물리제휴 우주연구기구 상급과학연구원. 이학 박사.
하다 가즈히로 秦 和弘
일본 국립천문대 미즈사와VLBI관측소 조교수. 이학 박사.
하라다 도모히로 原田知廣
일본 릿쿄 대학교 이학부 교수. 이학 박사.
후쿠에 준 福江 純
일본 오사카 교육대학교 명예교수. 이학 박사.
혼마 마레키 本間希樹
일본 국립천문대 미즈사와VLBI관측소 소장·교수. 이학 박사.
미네시게 신 嶺重 愼
일본 교토 대학교 명예교수. 이학 박사.
목차
프롤로그
블랙홀이란/초거대 블랙홀의 수수께끼/합체하는 블랙홀/블랙홀, 여기까지 관측
기묘한 천체 블랙홀의 정체
예언된 블랙홀/별 무게의 한계/column1 얼마나 압축되면 블랙홀이 될까?/쌍성 블랙홀/블랙홀은 X선을 방출한다/최초의 후보 발견/column2 블랙홀 관측의 길을 연 X선 천문 위성/질량을 구하는 법/크기를 추정하는 방법/초신성 폭발/극초신성 폭발/column3 감마선 폭발이란?/column4 별의 일생/초거대 블랙홀/퀘이사의 발견/활동 은하핵이 빛나는 까닭/거대 블랙홀의 증거 ①~②/벌지와 블랙홀/column5 블랙홀의 상대론 효과와 X선 관측/column6 초거대 블랙홀의 질량을 정밀 측정
우리은하에도 있다! 초거대 블랙홀
은하수의 정체/우리은하의 블랙홀/우리은하의 ‘핵’/우리은하의 중심 방향 ①~②/중심으로부터 반지름 300광년/중심으로부터 반지름 100광년 이내/중심으로부터 반지름 10광년 이내/은하 중심의 블랙홀/column7 ‘적응 광학’으로 궁수자리 A* 부근의 별을 본다/밝기가 바뀌는 궁수자리 A*/궁수자리 A*에 접근한 천체/‘검은 구멍’이 보이는 방식/‘검은 구멍’ 직접 촬영/블랙홀 직접 촬영/우리은하 중심에 있는 블랙홀의 모습/column8 블랙홀 제트의 근원을 밝힌다!
초거대 블랙홀을 둘러싼 수수께끼
우주 초기의 초거대 블랙홀/블랙홀의 ‘씨앗’/column9 ‘암흑 헤일로’ 안에서 1세대 항성이 태어났다/중간 질량 블랙홀/2가지 성장 방법/중력파로 본 ‘합체’/중력파 천문학의 시작/은하와의 공진화 ①~②/Topics 블랙홀 최신 연구 리포트/column10 블랙홀이 별을 만든다?
더 알고 싶은 블랙홀
블랙홀 주위의 이상한 현상/우주를 탐색하는 중력 렌즈/블랙홀의 종류/블랙홀의 조석력
에르고 영역/column11 블랙홀을 이용한 쓰레기 처리/고리 모양의 특이점/특이점 안/블랙홀의 증발/블랙홀 정보 역설 /원시 블랙홀/은하에 숨어 있는 미니 블랙홀/거대 블랙홀의 씨앗
원시 블랙홀을 찾아라!/블랙홀의 미래/column12 얼핏 블랙홀처럼 보이는 천체/화이트홀 ①~②/웜홀/시간 여행/미소한 웜홀/막 우주와 웜홀
