블랙홀 시간 지연 계산기
인터스텔라처럼 블랙홀 근처에서의 시간 팽창
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시간 팽창 결과
💡 "인터스텔라" 영화에서 밀러 행성의 1시간이 지구의 7년이었습니다.
이는 슈바르츠실트 반경의 약 1.0004배 거리에 해당합니다!
스파게티화 주의!
실제로 블랙홀에 이렇게 가까이 가면 "스파게티화(Spaghettification)"라 불리는 현상으로 물체가 늘어나며 파괴됩니다. 이 계산은 순수한 일반상대성이론 기반의 이상적인 상황입니다.
🕳️ 블랙홀 시간 지연 완벽 가이드
아인슈타인의 일반상대성이론에 따르면, 강한 중력장에서는 시간이 느리게 흐릅니다. 영화 "인터스텔라"에서 밀러 행성의 1시간이 지구의 7년이었던 것처럼, 블랙홀 근처에서는 극단적인 시간 팽창이 발생합니다.
1. 블랙홀이란?
블랙홀은 중력이 너무 강해서 빛조차 탈출할 수 없는 천체입니다.사건의 지평선(Event Horizon)이라 불리는 경계를 넘어서면 아무것도 되돌아올 수 없습니다. 슈바르츠실트 반경은 이 경계까지의 거리입니다.
2. 주요 블랙홀 비교
| 블랙홀 | 질량 (태양) | 슈바르츠실트 반경 | 위치/특징 |
|---|---|---|---|
| ⚫ 항성질량 블랙홀 | 3~20 | 9~60 km | 초신성 폭발 후 형성 |
| 🔘 중간질량 블랙홀 | 100~10만 | 수백~수만 km | 구상성단 중심, 희귀 |
| 🌀 궁수자리 A* | 430만 | 1,270만 km | 우리 은하 중심, 26,000광년 |
| 🕳️ 가르강튀아 | 1억 | ~3억 km | 인터스텔라 영화 설정 |
| 📸 M87* | 65억 | 195억 km | 2019년 최초 촬영된 블랙홀 |
| 👑 TON 618 | 660억 | ~1,950억 km | 알려진 가장 무거운 블랙홀 |
3. 인터스텔라 영화 속 과학
🎬 밀러 행성의 시간 팽창
- • 밀러 행성 1시간 = 지구 7년 (시간 팽창 비율: 61,320배)
- • 이 설정을 달성하려면 슈바르츠실트 반경의 약 1.00004배 거리 필요
- • 가르강튀아는 회전하는 블랙홀(Kerr black hole)로 설정
- • 킵 손(Kip Thorne) 교수가 과학 자문을 맡아 물리학적으로 검증
- • 실제로 그 가까이 가면 조석력으로 우주선이 파괴됨
4. 핵심 공식
슈바르츠실트 반경: rs = 2GM/c²
시간 팽창: τ = t × √(1 - rs/r)
• G = 6.674×10⁻¹¹ m³/kg/s² (중력상수)
• c = 299,792,458 m/s (광속)
• M = 블랙홀 질량, r = 관측자 거리
5. 실제 예시로 이해하기
🛸 GPS 위성의 시간 보정
지구 궤도의 GPS 위성은 매일 약 38마이크로초의 시간 차이가 발생합니다. 이를 보정하지 않으면 위치 오차가 하루 10km 이상!
🌍 지구 표면 vs 산 정상
해수면보다 에베레스트 정상에서 시간이 약간 더 빠르게 흐릅니다. 70년 동안 약 0.004초 차이!
6. 자주 묻는 질문 (FAQ)
Q. 인터스텔라의 1시간 = 7년은 가능한가요?
A. 이론적으로 가능합니다! 슈바르츠실트 반경의 약 1.0004배 거리에서 이 정도의 시간 팽창이 발생합니다. 다만 실제로는 조석력(Tidal Force)에 의해 물체가 "스파게티화"되어 파괴됩니다.
Q. 블랙홀에 빠지면 어떻게 되나요?
A. 관측자 입장에서는 사건의 지평선에서 영원히 멈춰있는 것처럼 보입니다(적색편이로 점점 어두워짐). 빠지는 사람 입장에서는 정상적으로 시간이 흐르지만, 조석력에 의해 몸이 늘어납니다.
Q. 블랙홀을 탈출할 수 있나요?
A. 사건의 지평선 안쪽에서는 불가능합니다. 탈출하려면 빛보다 빨라야 하는데, 이는 물리적으로 불가능합니다. 다만 영화처럼 회전하는 블랙홀에서는 이론적으로 다른 차원으로의 이동 가능성이 논의됩니다.
Q. 블랙홀 근처에서 통신할 수 있나요?
A. 가능하지만 신호가 심각하게 지연됩니다. 밀러 행성에서 보낸 메시지는 지구에서 수년 후에야 수신되고, 반대로 지구의 메시지도 수년치가 한꺼번에 도착합니다.