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질문 블랙홀 활용
als0**** 조회수 2,965 작성일2018.09.12
꿈이 천체뮬리학자인데 후에 블랙홀에대한 욘구가 충분히 된다면 블랙홀을 이용해서 쓰레기 문제랑 에너지 부적 문제를 해결할수있지않ㄴ나요? 블랙홀에 쓰레기나 물질을 던지면 그만큼의 에너지가 생기게되니까 블랙홀에서 그만큼 방출하게되는것을 전환할수잇다면 가능하지 않ㄴ나요?
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조니
우주신 열심답변자
#천문우주과학대학원생 #기상기사 #글쓰는과학자 천문우주학 1위, 지구과학 3위, 햄스터 5위 분야에서 활동
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쓰레기를 블랙홀을 이용해서 처리한다. 참신한 생각이지만 여러가지 문제점들이 많이있습니다.


천문학에서 다루는 블랙홀은 그 규모가 엄청나게 큰 블랙홀입니다.

역학적으로만 봐도 엄청난 중력점이며 관측을 통해 블랙홀을 간접적으로 밝혀낼 수 있을 뿐입니다.


블랙홀의 질량은 이전의 초신성폭발을 일으킨 천체의 질량과 비슷하거나 그 이하가 되겠지만 자연적으로 우주공간에서 발생하는 블랙홀의 크기는 엄청나게 크죠. 때문에 오늘날 인간의 기술로 단지 쓰레기를 버리기 위해 천문학적 규모의 블랙홀에 다가간다면 재앙이겠죠.


운 좋게 질량이 크지 않고 태양과 비슷한 질량의 블랙홀을 발견했다고 해도 해당 블랙홀에 쓰레기를 버리기 위해서 인간이 직접 접근할 수는 없을겁니다. 우주선을 이용해서 블랙홀에 쓰레기를 골인 시켜야겠지요.


입자물리학에서 말하는 미니블랙홀은 지금당장 쓸모가 없을 것 같습니다. 그 크기가 상상을 초월할 정도로 작고(보통 원자 크기 이하) 이며 인간의 기술로 미니블랙홀을 만드려면 강입자충돌기를 이용해 소립자를 충돌시켜서 발생하는 부가적인 결과물로 나올 수 있는 것이 미니블랙홀인데 들어가는 비용이 만만하지 않죠.


결론은 먼 훗날 인류의 기술이 지금과는 비교할 수 없을 정도로 발전을 해서 입자물리학에서의 미니블랙홀과 천문학에서의 거대 블랙홀 사이의 인간의 입맛에 맞는 적당한 사이즈의 블랙홀을 만들지 않는 이상 블랙홀 쓰레기통을 만든다는 것은 경제적이지 못한 것 같습니다...


블랙홀에서 에너지를 얻는다면 회전을 하는 블랙홀 주변에 발전기를 설치해야 될까요? 지금 인류의 발전기술은 대부분 코일의 원리를 응용한 터빈들인데 블랙홀의 운동력을 이용할 수 있을 강력한 터빈을 만들 수 있다면 발전이 가능하리라 생각합니다. 대신 터빈을 돌리는 데 필요한 블랙홀 주변의 입자 밀도가 중요하겠죠. 어쨌든 무언가가 코일을 지속적으로 움직여줘야 하는데 밀어줄 수 있는 것이 입자밖에 없으니 말이죠. 지구처럼 옆에 달린 철제 기관들이 밀고당기고 해서 운동을 제공해줄 수 있는 상태는 못될 겁니다. 아니면 천체들의 전자기력을 이용할 수도 있겠지만 이것도 만만치 않으니...


호킹복사나 블랙홀에 의해 분쇄되는 별들의 잔해, 이 과정에서 발생하는 열에너지 중에서 그나마 가장 이용할 수 있는 방법은 분쇄에 의한 열에너지 이용일 것 같습니다. 지금의 기술이라면 지구에서 물이라도 들고가서 증기발전을 하면 되겠죠.


그런데 이미 블랙홀을 응용할 수준의 기술에 인류가 도달하면 그런 수준이면 이미 별의 에너지를 맘대로 쓸 수 있는 수준이 될테니 지금의 상상을 뛰어넘는 발전방법이 등장하겠지만요.




그럼 지금 당장 천문학자나 물리학자들이 블랙홀을 이용해서 진행할 수 있는 연구분야나 응용할 수 있는 것에는 무엇이 있을까?

바로 중력파를 이용한 부가적인 연구입니다.

지난 2016년 라이고(LIGO) 중력파 검출기에서 인류 최초의 중력파 검출 한 뒤로 정말 많은 것을 밝혀낼 수 있엇습니다. 단 한 번의 검출이었는데 말이죠.


우주에 있는 원소들 중에서 기원이 불확실한 원소들에 대한 확인이 가능했고, 중력파가 빛의 속력으로 이동한다는 점과 더불어 다양한 연구결과가 나와 있고 지금도 중력파를 응용한 연구가 진행중입니다.


만약에 우주 어딘가에서 거대한 두 블랙홀이 충돌로 인해서 발생하는 중력파를 검출한다면 이를 이용한 우주의 기원을 풀거나 새로운 관측의 패러다임이 시작될 수 있어서 학자들이 관심을 받고 있죠.

2018.09.12.

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