[이연호의 과학 라운지](38)인터스텔라처럼 사람이 블랙홀에 들어간다면?

[편집자주] 수학, 화학, 물리학, 생물학 등 기초과학의 중요성은 아무리 강조해도 지나치지 않다. 특히 인공지능(AI), 사물 인터넷(IoT), 빅데이터 등 첨단 정보통신기술(ICT)이 이끄는 4차 산업혁명 시대를 맞아 그 중요성은 점차 더 커지고 있다. 하지만 대개의 경우 기초과학은 어렵고 낯설게만 느껴져 피하고 싶은 것도 사실이다. 기초과학의 세계에 쉽고 재미있게 발을 들여 보자는 취지로 매주 연재 기사를 게재한다. 과학기술정보통신부 산하 공공기관인 한국과학창의재단의 전국 초·중·고등학생 대상 과학 교육 프로그램인 ‘다들배움’에서 강사로 활동하는 과학커뮤니케이터들과 매주 인터뷰를 진행하고 그 중 재밌는 내용들을 간추려 독자들에게 제공한다.

지난달 인류 역사상 최초로 관측·공개된 초대질량 블랙홀 M87의 모습. 사진=EHT(Event Horizon Telescope·사건지평선망원경) 프로젝트 공식 홈페이지.

[이데일리 이연호 기자] 지난 2014년 개봉한 크리스토퍼 놀란 감독의 흥행 영화 ‘인터스텔라(Interstellar)’는 과학적 검증 측면에서도 높은 평가를 받았다. 하지만 대부분의 다른 영화에서와 마찬가지로 주인공 쿠퍼(매튜 맥커너히 분)는 불사(不死)의 끈질긴 생명력을 보여준다. 특히 놀라운 것은 쿠퍼가 블랙홀에 들어가서도 죽지 않고 살아 후에 임종 직전의 딸까지 만나고 동료인 아멜리아(앤 해서웨이 분)가 개척 중인 에드먼즈 행성으로 향한다는 점이다.

실제라면 어떨까. 물론 현재 과학기술로는 인류가 블랙홀에 가는 것조차 불가능하다. 지구와 가장 가까운 초거대질량블랙홀인 우리은하 중심의 ‘궁수자리(Sagittarius)A*’도 지구와 약 2만6000광년 떨어져 있기 때문이다.

하지만 만약 블랙홀에 인류가 도달했다고 치자. 그렇다면 무사히 웜홀(Wormhole·블랙홀과 그 반대 성질을 갖는 화이트홀을 연결하는 우주 시공간의 구멍)을 통과해 시공간 여행을 할 수 있을까. 그렇지 않다.

이 지점에서 소위 ‘차등중력’이라는 개념을 살펴 볼 필요가 있다. 차등중력이란 천체 중심에서의 거리에 따라 중력의 크기가 달라지는 것을 의미한다. 차등중력은 질량을 갖는 모든 천체에서 발견할 수 있다. 지구에서 조석(潮汐) 현상이 나타나는 것도 달의 인력이 지구에 차등적으로 영향을 미치기 때문이다.

우리가 지구의 표면을 밟고 서 있을 때도 지구의 중심에서 가장 가까운 발바닥과 가장 먼 정수리에 작용하는 중력은 다르다. 지구 중심에서 봤을 때 발끝까지의 거리가 머리끝의 거리보다 짧기 때문이다. 다만 지구처럼 작은 질량의 천체 즉 중력이 작은 천체에서는 사람 키 정도의 거리에서는 차등중력을 느끼지 못할 뿐이다.

초거대질량 블랙홀은 얘기가 다르다. 블랙홀은 극단적으로 압축된 천체로 매우 작은 공간 내에 엄청난 질량을 포함하고 있다. 어마어마한 중력으로 빛조차 빠져나갈 수 없게 하는 것이 블랙홀이다.

결론은 상상하기조차 끔찍하다. 사람 뿐만 아니라 커다란 바위 덩어리 나아가 상상할 수 있는 그 어떤 물체(극한의 탄성을 가진 물체를 제외하면)라도 원래의 물질이 무엇이었는지 분간조차 할 수 없을 정도로 산산이 분해된다.