우주에서 가장 놀라운 현상 중 하나는 아마도 블랙홀일 것입니다. 이러한 놀라운 주제를 깊게 탐구한 논문으로 Stephen Hawking의 "Black Holes and Baby Universes"이 있습니다 (Hawking, S., 1993). 이 논문은 블랙홀이 어떻게 형성되는지, 그리고 이러한 극단적인 환경에서 일어나는 물리적 현상에 대한 세세한 설명을 제공합니다. 블랙홀 주변의 이벤트 호라이즌, 정보의 손실 문제, 그리고 블랙홀의 열역학적 성질까지 광범위하게 다룹니다.
블랙홀이라는 것은 그 자체로 상상을 초월하는 현상입니다. 아무리 강한 빛조차 탈출할 수 없는 그 경계, 이벤트 호라이즌은 물리학에서 불가능한 것으로 여겨지는 많은 현상을 가능케 합니다. 하킹의 논문에 따르면, 이벤트 호라이즌 내에서는 '하킹 방사'라고 불리는 현상이 발생하여 블랙홀이 점점 줄어들고, 마침내는 완전히 사라질 수 있다고 설명하고 있습니다. 이것은 블랙홀이 끊임없이 정보를 소비하고 소멸시킨다는 의미와도 관련이 있습니다.
또한 블랙홀의 내부 구조는 신기루와도 같습니다. 일반 상대성 이론에 따르면, 블랙홀의 중심에는 '특이점'이 존재한다고 합니다. 이 특이점에서는 공간과 시간이 왜곡되어 물리학의 모든 법칙이 무너집니다. 하킹은 이 특이점이 블랙홀을 형성하는 초신성 폭발과 연결되어 있을 가능성을 제시하고 있습니다.
하지만 블랙홀은 단순한 물리적 엔터테인먼트가 아닙니다. 블랙홀을 이해하는 것은 우주를 이해하는 데 있어 중요한 단서를 제공합니다. 예를 들어, 블랙홀이 방출하는 방사선은 고에너지 물리학에서 중요한 역할을 하며, 이는 우리가 아직 이해하지 못한 어두운 물질이나 어두운 에너지와도 연결될 가능성이 있습니다.
그리고 블랙홀은 우리의 현실에 대한 기초적인 이해를 뒤흔들기도 합니다. 블랙홀 근처에서는 시간이 느려집니다. 이것은 시간과 공간이 어떻게 연결되어 있는지, 우리의 현실이 어떻게 구성되어 있는지에 대한 근본적인 질문을 던지게 합니다. 또한, 블랙홀이 어떻게 정보를 '잃어버리는'지에 대한 문제는 양자역학과 일반 상대성 이론이 어떻게 연결될 수 있는지에 대한 중요한 단서를 제공합니다.