지구는 곤경에 처해 있습니다. 죽어가는 농작물과 치명적인 먼지 폭풍은 지구에 긴장을 풀고, 인류는 새 집이 필요로합니다.
조셉 쿠퍼 벤처가 이끄는 용감한 우주 비행사 팀이 토성 근처의 벌레 홀로 이끄는 용감한 우주 비행사 팀을 찾기 위해 필사적 인 시도에서 밀러의 행성에서 빛을 발하는 바다 세계는 가간 투아 (Gargantua)로 알려진 초대형 블랙홀을 공전하는 해양 세계입니다.
.2014 년 할리우드 서사시 interstellar 의 음모도 있습니다. . 그러나 최근의 연구에 따르면이 아이디어는 처음 나타나는 것만 큼 멀지 않을 수 있습니다.
우주에서 다른 행성을 발견하는 능력은 지난 1 세기에 엄청난 진전을 이루었습니다. 우리는 이제 4,000 개가 넘는 외계 행성을 알고 있습니다 - 태양계를 넘어서는 먼 별을 궤도에 올리는 세계입니다.
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외계 생명을 찾는 사람들에게는 기존의 지혜는 우리가 지구 2.0을 찾고 있어야한다고 말합니다. 우리와 같은 행성은 태양과 같은 별에서 안전하고 따뜻한 거리를 공전합니다. 만 우리는 생명이 필요한 한 가지를 찾을 수있을 것입니다 :물.
생명을주는 별과 달리 블랙홀은 죽음과 파괴의 선구자로 여겨집니다. 그들은 거대한 별이 죽을 때 형성되고 그들의 중력 당기기가 너무 극단적이어서 거대한 우주 함정 문 역할을합니다. 넘어지면 탈출 가능성없이 찢어집니다. 그것은 인생이 발전하기위한 이상적인 설정처럼 보이지 않지만 우리는 속임수를 놓치고 있습니까?
블랙홀 행성
일본의 천문 전망대의 Keiichi Wada는 그렇게 생각합니다. 그는 블랙홀의 물리학에서 일하지만, 그 아이디어가 그럴듯한 지 확인하기 위해 Planet Formation을 연구하는 동료들과 팀을 이루었습니다.
Wada는“두 분야 [행성 형성과 블랙홀]은 너무 다르며, 일반적으로 그들 사이에는 상호 작용이 없습니다. 그들은 interstellar 의 gargantua와 마찬가지로 초대형 블랙홀 주위에 행성의 형성을 모델링하기 위해 그들의 지식을 결합함으로써 그것을 변화시키기 시작했습니다. .
중력이 작은 공으로 먼지 곡물을 모으기 시작할 때 행성은 별 주위에 형성되어 점차 더 크고 더 큰 물체를 만들기 위해 서로 충돌합니다. Wada와 그의 팀은 이것이 블랙홀 주위에서 일어날 수 있는지 확인하고 싶었습니다.
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2019 년 11 월에 출판 된 그들의 모델은 블랙홀에서 충분한 거리에서 (적어도 10 광년 떨어져 있음) 중력 환경은 행성이 우리의 태양과 같은 별 주위와 같은 방식으로 형성 될 수있을 정도로 안정적임을 보여줍니다.
.Wada는“이것은 초대형 블랙홀 주위에 행성과 같은 물체의 직접적인 형성 가능성을 주장하는 첫 번째 연구입니다. "우리는 총 먼가 먼지의 양이 엄청나기 때문에 하나의 초대형 블랙홀 주위에 10,000 개 이상의 행성을 기대합니다." 그것은 탐험되지 않은 우주 부동산입니다.
따라서 행성은 블랙홀 주위에 잠재적으로 형성 될 수 있지만, 평생 친화적 인 환경을 제공한다는 보장은 아닙니다. 지구상에서 생물은 태양의 빛과 따뜻함에 크게 의존하여 살아 남았습니다. 별의 빛이 없으면 블랙홀 주변의 삶은 대체 에너지 원이 필요할 것입니다.
다행히도, 그것은 오기가 너무 어려울 수 있습니다. 2019 년 10 월 NASA 박사 Jeremy Schnittman이 출판 한 논문에 따르면, 많은 블랙홀의 특징 인 Accretion Disc는 태양을 위해 서있을 수 있습니다.
Accretion 디스크는 효과적으로 블랙홀 주위에 대기하는 재료의 평평한 밴드입니다. 물질 나선이 망각으로 아래쪽으로 나선함에 따라, 그것은 엄청나게 빠르게 여행하게되며 수익이없는 지점을 지나서 사라지기 전에 막대한 양의 에너지를 방출합니다.
Schnittman은“우리가 아는 모든 블랙홀에는 accretion 디스크가 있으며 엄청나게 밝습니다. 그의 계산에 따르면, 블랙홀에서 올바른 거리에 행성을두면 태양이 하늘에서하는 것과 같은 크기와 밝기가 나타납니다. "그것은 우리 태양계와 매우 비슷해 보일 것"이라고 그는 말합니다.
그러한 행성의 주간 하늘은 친숙할지 모르지만 밤하늘은 아무것도 아닙니다. 슈퍼 거대 블랙홀이 일반적으로 거주하는 은하의 중심에는 별이 너무 꽉 찼습니다. Schnittman에 따르면 밤하늘은 우리보다 10 만 배 더 밝습니다.
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그러나 그 별들은 하늘에 깔끔하게 퍼지지 않습니다. 블랙홀의 중력은 행성을 태양보다 작은 단일 지점에서 나오는 것처럼 보이는 높은 속도로 지구를 가속화합니다. Schnittman은“비가 내리는 것과 같습니다. 공상 과학 영화에서 우주선 타격 왜곡 속도를 상상해보십시오. "확실히 장관처럼 보일 것입니다."
그러나 행성이 accretion 디스크로 따뜻해지는 데 문제가 있습니다. Schnittman은“그들은 태양보다 자외선과 X- 선 방사선을 훨씬 더 많이 제공합니다. 그런 종류의 방사선은 잠재적으로 거주 가능한 행성을 살균 할 수 있습니다. "당신은 그것을 막기 위해 흐린 분위기가 필요할 것"이라고 덧붙였다.
.그러나 우리가 다른 별을 공전하는 외계 행성에 대해 이미 알고있는 것은 불가능하지 않습니다. "두껍고 흐릿한 분위기는 매우 일반적 인 것 같습니다."라고 그는 말합니다. 그래서 당신은 지구상에서 끊임없이 뜨겁고 습한 날처럼 도망 갈 수 있습니다.
블랙홀에서빛
이러한 위험과 제한을 감안할 때, 블랙홀 주위의 세계를 따뜻하게하는 더 안전한 방법, 즉 빅뱅의 남은 에너지가있을 수 있습니다. 천문학 자들은 이것을 '우주 전자 레인지 배경'(CMB)이라고 부르며 우주가 창설 된 지 380,000 년 후 우주로 풀려났습니다.
체코의 실레시아 대학교 (Silesian University)의 파벨 바 칼라 (Pavel Bakala) 박사에 따르면, 중력 렌즈 (Gravitational Lensing)라는 효과 덕분에 별을 대신 할 수 있습니다. 거대한 질량으로 인해 블랙홀은 렌즈를 행동하는 정도로 주변 공간을 뒤틀립니다.
돋보기가 태양의 빛에 초점을 맞추면 돋보기가 막대기에 불을 붙일 수 있으므로 블랙홀의 극한 중력은 CMB의 에너지를 궤도 행성에 집중시킬 수 있습니다.
그러나 바 칼라는 지구에서 지구의 회전 덕분에 우리가 낮과 밤의 기간을 순환한다는 사실을 지적하면서 그 자체로는 충분하지 않다고 말합니다. "그것은 지구의 에너지를 순환하는 데 도움이됩니다."라고 그는 말합니다.
밤의 휴식은 오늘의 눈부심만큼 거주 가능한 세상에 중요합니다. Bakala는이 문제에 대한 해결책이 있습니다 :블랙홀의 그림자. 빛이 블랙홀 주위에 극도로 뒤틀린 공간을 가로 지르면서 어두운 영역 (그림자)이있는 고리를 만듭니다.
이것은 2019 년 4 월 이벤트 호라이즌 망원경 뒤에있는 과학자들이 발표 한 블랙홀의 현재 유명한 사진에서 볼 수 있습니다. Bakala는“이것은 지구에서의 경험과 정말 유사하게 만들 수 있습니다.
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그러나 모든 블랙홀이 적합한 것은 아닙니다. Bakala는“매우 빠르게 회전하는 블랙홀이 필요합니다. "빛의 속도에 가깝게 회전해야합니다." 블랙홀이 느려질수록 안정적인 궤도에 도달하기 위해 더 많이 이동해야하기 때문입니다.
너무 멀리 벤처를하면 더 이상 우주 전자 레인지 배경과 블랙홀의 그림자가 제공하는 낮과 야간주기를 얻지 못합니다. 특히 고대 블랙홀을 보는 경우에는 의문의 여지가 없습니다. 블랙홀이 오래 될수록 물건을 삼키면서 회전해야 할 가능성이 높아집니다.
블랙홀의 나이만이 생명을 궤도로 찾을 수 있는지 여부를 평가할 때 고려해야 할 유일한 시간 관련 문제는 아닙니다. 블랙홀은 시간 자체로 엉망입니다. 그의 일반적인 상대성 이론에서 Albert Einstein은 공간과 시간이 우주 시간-유명한 시공간 연속체라는 원단으로 짜여져 있다고 말했습니다.
따라서 블랙홀은 주변의 공간을 뒤흔들뿐만 아니라 시간도 있습니다. Bakala는“시간은 1,000 배로 느려지고 있습니다. 그것은 1,000 일마다 지구를 지구에 지나가는 것을 의미합니다. ‘시간 확장’으로 알려진이 효과는 interstellar 의 주요 플롯 포인트를 구성합니다. , 1 시간 동안 지구상에서 7 년마다 밀러의 행성을 지나가는 것.
지구상의 생명은 상대적으로 일찍 시작되었습니다 - 전반 10 억 년 정도 안에 시작되었습니다. 블랙홀 행성을 통과 한 50 억 년 동안 우주는 5 천억 년이되어야합니다. 사실, 그것은 140 억년 이내에 형성되었습니다.
따라서 실제 밀러의 행성에서 삶이 발견되면 여기보다 훨씬 빨리 튀어 나와야 할 것입니다.
.블랙홀 회전
이탈리아의 교육부 및 연구부의 Lorenzo Iorio 박사에 따르면, 인생은 중력 괴물에 가까운 일반 상대성의 또 다른 가혹한 결과를 다루어야한다.
.블랙홀은 행성의 비스듬성으로 혼란을 일으킬 수 있습니다 - 수직에서 회전 축이 얼마나 많은 팁을 받는지. 지구의 비스듬성은 현재 23 °가 넘고 우리에게 계절을주는 것은이 기울기입니다.
이 틸트는 우리가 이웃 행성의 중력에 의해 잡아 당기면서 41,000 년 동안의주기 동안 22.1 °와 24.5 ° 사이입니다. 오랜 기간 동안 비교적 작은 변화이므로 온도 사이의 최소한의 온도 변화로 안정적인 계절을 얻습니다.
대조적으로, 블랙홀 행성의 경사도는 호스트 주변의 뒤틀린 공간을 통과 할 때 훨씬 덜 안정적입니다. Iorio는“단 400 년에 걸쳐 수십 학위에 따라 다를 수 있습니다.
2020 년 2 월에 발표 된 그의 계산은 일반 상대성의 영향이 이런 식으로 처음으로 고려 된 것을 나타냅니다. "안정적인 형태의 생명과 문명이 형성되고 성장할 수있는 가능성에 해롭다"고 그는 말했다.
우리가 실제로 블랙홀을 공전하는 행성을 찾을 수 없다면이 모든 것이 의미가 없습니다. 고맙게도 다가오는 우주 임무는 그 일에 달려있을 수 있습니다. 2034 년 유럽 우주국 (ESA)은 레이저 간섭계 우주 안테나 (LISA) 미션을 출시 할 계획입니다. 중력파를 집어 올리는 데 엄청나게 민감한 탐지기입니다-물체가 시공간으로 이동하고 왜곡 될 때 생성 된 잔물결.
.Schnittman은“Lisa는 은하수에서 지구 크기의 블랙홀 행성을 볼 수있을 정도로 민감 할 것입니다. "목성 크기의 행성의 경우 그보다 천 번 더 멀리 떨어져 있습니다."라고 그는 말합니다.
그것은 안드로메다와 삼각형을 포함하여 50 개 정도의 지역 은하를 싸움으로 가져옵니다. 어쩌면 우리는이 햇볕이 잘 드는 별이없는 공상 과학 소설의 세계가 실제로 있는지 알 것입니다.
- 이 기사는 BBC Science Focus 의 353 호에 처음 등장했습니다. - 여기에서 구독하는 방법을 알아보십시오
