강한 중력 가진 블랙홀…아인슈타인 일반상대성 이론의 실험실

우리가 살고 있는 '우리은하' 중심의 블랙홀의 모습이 규명되며, 다시금 알버트 아인슈타인의 일반상대성 이론에 신빙성이 더해졌다.

12일 사건지평선망원경(Event Horizon Telescope·EHT) 연구팀은 인류 최초로 포착한 우리은하 중심의 '궁수자리A 블랙홀' 관측 사진을 공개했다.

국제공동으로 구성된 EHT 연구팀은 앞서 2019년 처녀자리 은하단에 있는 M87 블랙홀 관측 사진을 공개하기도 했었다.

이번 연구에 참여한 손봉원 한국천문연구원 박사는 "(M87 블랙홀과 궁수자리A 블랙홀은) 여러 가지 큰 차이점이 있는데도 불구하고 비슷한 방식으로 기술되고 닮은 모습을 보이고 있다는 것이 일반상대성 이론이 이 천체를 잘 설명하고 있다는 중요한 증거"라고 설명했다.

일반상대성 이론에 따르면 질량 주위의 시공간은 질량의 영향으로 휘어진다. 그리고 이러한 시공간의 휘어진 정도(곡률)가 중력의 본질이다.

블랙홀은 거대한 질량이 극도로 모여, 높은 밀도를 보이는 천체다. 그 질량의 영향으로 시공간이 강하게 휘게 되고, 그 결과 빛도 빠져나올 수 없는 영역이 만들어진다.

시공간이 휘어있다는 특성 때문에 블랙홀을 관측하면 시공간의 휘어짐을 다루는 일반상대성 이론의 예측이 옳았는지 그른지를 확인할 수 있다.

궁수자리A 블랙홀은 이전에 관측된 M87과 질량은 1500배가 작고 주변 환경도 상당히 다르지만, 전파 관측 결과 비슷한 모습으로 나와 '일반상대성 이론을 지지하는 증거'로 평가받고 있다.

EHT 과학이사회의 공동 위원장인 세라 마르코프는 "궁수자리 A 블랙홀과 M87 블랙홀은 매우 유사한 모양을 보이는데, 이는 아인슈타인의 일반상대성 이론에 의한 것"이라고 말했다.

대만 중앙과학원 천문학과 천체 물리학 연구소의 EHT 과학자 케이이치 아사다 박사는 "오늘날 우리는 이 두 초대질량 블랙홀을 비교하여 블랙홀이 어떻게 활동하는지 연구할 수 있게 되었다"며 "우주의 초대질량 블랙홀 중 가장 큰 블랙홀과 가장 작은 블랙홀의 이미지를 가지고 있으므로 중력이 극한의 상황에서 어떻게 작용하는지를 그 어느 때보다 더 자세히 테스트할 수 있다"라고 말했다.

또 블랙홀 관측을 통해 확인한 일반상대성 이론은 우주의 역사를 이론적으로 재구성하는 데도 활용될 수 있다.

기사제공=뉴스1(시애틀N 제휴사)