Can a black hole be destroyed? - Fabio Pacucci

번역: E N 검토: Won Jang

Black holes are among the most destructive objects in the universe.

블랙홀은 우주에서 가장 파괴적인 물체들 중 하나입니다.

Anything that gets too close to the central singularity of a black hole,

그 어떤 것이라도 블랙홀의 중심부로 너무 가까이 다가가면

be it an asteroid, planet, or star,

그것이 소행성, 행성, 혹은 별이든

risks being torn apart by its extreme gravitational field.

엄청난 중력장에 의해 갈기갈기 찢겨질 위험에 처하게 됩니다.

And if the approaching object happens to cross the black hole’s event horizon,

또한 만약에 다가오는 물체가 블랙홀의 사건의 지평선을 지나게 되면

it’ll disappear and never re-emerge,

그것은 사라져서 다시는 나타나지 않고

adding to the black hole’s mass and expanding its radius in the process.

블랙홀의 질량에 보태어 그것의 반지름을 증가시킬 것입니다.

There is nothing we could throw at a black hole

우리가 던질 수 있는 그 어떤 것도

that would do the least bit of damage to it.

그것에게 조금이라도 피해를줄 수 없습니다.

Even another black hole won’t destroy it–

심지어 다른 블랙홀조차도 그것을 파괴하지 못할 것입니다.

the two will simply merge into a larger black hole,

이 둘은 그저 더 큰 블랙홀로 합쳐지고

releasing a bit of energy as gravitational waves in the process.

그 과정에서 중력장의 형태로 약간의 에너지만을 내뿜을 것입니다.

By some accounts,

몇 가지 문헌에 따르면

it’s possible that the universe may eventually consist entirely of black holes

우주가 나중에는 블랙홀만으로 가득 차버릴 수도 있다고 합니다.

in a very distant future.

아주 먼 미래에는요.

And yet, there may be a way to destroy, or “evaporate,” these objects after all.

그러나 이들을 파괴 혹은 "증발"시킬 방법이 존재할 지도 모릅니다.

If the theory is true,

만약에 이 이론이 정말 옳다면

all we need to do is to wait.

우리는 그저 기다리기만 하면 됩니다.

In 1974,

1974년에는

Stephen Hawking theorized a process

스티븐 호킹 박사가 블랙홀이 점차 질량을 잃도록 만들 수 있는

that could lead a black hole to gradually lose mass.

과정에 대한 이론을 세웠습니다.

Hawking radiation, as it came to be known,

호킹 복사로 알려진 이 이론은

is based on a well-established phenomenon called quantum fluctuations of the vacuum.

널리 확립된 진공에서의 양자요동이라는 현상을 바탕으로 합니다.

According to quantum mechanics,

양자역학에 따르면

a given point in spacetime fluctuates between multiple possible energy states.

시공간에서의 한 시점은 가능한 여러가지 에너지 상태 사이에서 요동칩니다.

These fluctuations are driven by the continuous creation and destruction

이 요동은 지속적으로 가상입자 쌍이 생성되고 파괴되기 때문입니다.

of virtual particle pairs,

which consist of a particle and its oppositely charged antiparticle.

이 쌍은 입자 하나와 반대 전하를 띄는 반물질 입자로 구성되어 있지요.

Normally, the two collide and annihilate each other shortly after appearing,

보통 그 둘은 나타난 지 얼마 안돼 충돌하여 서로를 소멸시키고

preserving the total energy.

에너지의 총량을 보존합니다.

But what happens when they appear just at the edge of a black hole’s event horizon?

그러나 이들이 블랙홀의 사건의 지평선의 가장자리에 나타난다면 어떻게 될까요?

If they’re positioned just right,

만약에 그들이 딱 맞게 배치된다면

one of the particles could escape the black hole’s pull

둘 중 한개의 입자는 블랙홀의 중력을 벗어나고

while its counterpart falls in.

반대쪽은 블랙홀에 빨려들어 갈것입니다.

It would then annihilate another oppositely charged particle

그 후 블랙홀의 사건의 지평선 내의 다른 반대 전하의 입자를 소멸시키고

within the event horizon of the black hole,

reducing the black hole’s mass.

블랙홀의 질량은 줄어들 것입니다.

Meanwhile, to an outside observer,

이 과정이 외부의 관찰자에게는

it would look like the black hole had emitted the escaped particle.

블랙홀이 탈출한 입자를 방출한 것 처럼 보일 것입니다.

Thus, unless a black hole continues to absorb additional matter and energy,

그러니 블랙홀이 추가적인 물질과 에너지를 흡수하지 않는 이상

it’ll evaporate particle by particle, at an excruciatingly slow rate.

엄청나게 느린 속도로 입자 하나씩 증발해 버릴 것입니다.

How slow?

얼마나 느리게냐고요?

A branch of physics, called black hole thermodynamics, gives us an answer.

물리학의 일종인 블랙홀 열역학이 우리에게 답을 줄 것입니다.

When everyday objects or celestial bodies release energy to their environment,

일상적인 사물이나 천체가 자신의 주변 환경에 에너지를 방출할때

we perceive that as heat,

우리는 그것을 열로 인식합니다.

and can use their energy emission to measure their temperature.

그리고 그들의 에너지 방출을 이용하여 온도를 측정할수 있습니다.

Black hole thermodynamics

블랙홀 열역학은

suggests that we can similarly define the “temperature” of a black hole.

우리가 비슷한 방법으로 블랙홀의 "온도"를 가늠할 수 있다는 점을 제시합니다.

It theorizes that the more massive the black hole,

그것은 블랙홀이 더 거대할수록

the lower its temperature.

온도가 더 낮다는 점을 이론적으로 증명해 줍니다.

The universe’s largest black holes

우주의 가장 큰 블랙홀들은

would give off temperatures of the order of 10 to the -17th power Kelvin,

10의 -17승 켈빈 만큼의 온도를 가질 것입니다.

very close to absolute zero.

이는 절대 0도와 아주 가까운 수치입니다.

Meanwhile, one with the mass of the asteroid Vesta

반면 소행성 베스타 정도의 질량을 가진 것은

would have a temperature close to 200 degrees Celsius,

섭씨 200도에 가까운 온도를 가지고 있으며

thus releasing a lot of energy in the form of Hawking Radiation

많은 에너지를 호킹 복사의 형태로

to the cold outside environment.

추운 바깥 환경으로 방출 할 것입니다.

The smaller the black hole,

블랙홀이 작을수록

the hotter it seems to be burning–

그것이 더 뜨겁게 타오르는 것 처럼 보입니다.

and the sooner it’ll burn out completely.

그리고 더 빨리 완전히 타버릴 것입니다.

Just how soon?

얼마나 빨리냐고요?

Well, don’t hold your breath.

글쎄, 너무 기대는 하시지 마시구요.

First of all, most black holes accrete, or absorb matter and energy,

먼저 대부분의 블랙홀들은 물질과 에너지를 흡수하며 부풀어 오릅니다.

more quickly than they emit Hawking radiation.

그 속도는 그들이 호킹 복사를 방출하는 것보다 빠르지요.

But even if a black hole with the mass of our Sun stopped accreting,

하지만 우리의 태양의 질량을 가진 블랙홀이 부푸는 것을 멈추는데에도

it would take 10 to the 67th power years–

약 10의 67승 년이 걸릴 것입니다.

many many magnitudes longer than the current age of the Universe—

현재 우주의 나이보다 훨씬 긴 시간이지나야

to fully evaporate.

완전히 타버릴 수 있습니다.

When a black hole reaches about 230 metric tons,

블랙홀이 미터법 기준으로 약 230 톤에 다다르면

it’ll have only one more second to live.

그것의 수명은 1초의 밖에 안 남았을 것입니다.

In that final second,

그 최후의 1초 동안

its event horizon becomes increasingly tiny,

사건의 지평선은 계속 작아지고

until finally releasing all of its energy back into the universe.

결국 우주에 자신의 모든 에너지를 방출하게 됩니다.

And while Hawking radiation has never been directly observed,

또한 호킹 복사는 직접적으로 관찰된 적이 없지만

some scientists believe that certain gamma ray flashes detected in the sky

몇몇 과학자들은 하늘에서 관찰되는 특정 감마선 폭발들이

are actually traces of the last moments

실제론 시간의 시초에 생성된 몇개의 작은 원시 블랙홀들의

of small, primordial black holes formed at the dawn of time.

최후의 순간의 흔적이라고 믿습니다.

Eventually, in an almost inconceivably distant future,

결국에는 거의 셀 수도 없이 먼 미래에는

the universe may be left as a cold and dark place.

우주는 춥고 어두운 공간으로 남을 지도 모릅니다.

But if Stephen Hawking was right,

하지만 만약 스티븐 호킹이 옳다면

before that happens,

그런 일이 생기기 전에

the normally terrifying and otherwise impervious black holes

무시무시하고 영원 할 줄알았던 블랙홀들이

will end their existence in a final blaze of glory.

최후의 섬광 속에서 자신들의 존재를 영광스럽게 마칠 것입니다.