별의 무덤을 본 사람들

들어가며

1부 크고 작은 블랙홀의 증거

1장 어둠의 심장
검은 별을 상상한 성직자 | 위대한 프랑스인 수학자가 끼어들다 | 시공간의 구조를 이해하다 | 특이점과 어느 짧은 인생 | 별의 내부 폭발과 원자폭탄의 지배자 | 불가해한 것이 완벽한 이름을 얻다 | 중력과 병에 시달리던 천재 | 블랙홀에 내기를 걸다 | 블랙홀 이론의 황금기

2장 별의 죽음에서 생겨나는 블랙홀
빛과 어둠의 힘 | 중력과 어둠은 최후의 승자 | 첫 번째 블랙 스완을 찾다 | 보이지 않는 댄스 파트너의 무게 | 특별한 증명서를 받은 블랙홀 | 중력 광학을 이용하다 | 대혼란의 경계에 선 물리학 | 쌍성 우화로의 여행

3장 초대질량블랙홀
세계 유일의 전파천문학자 | 밝은 핵을 지닌 은하들 | 전파천문학의 시대가 도래하다 | 퀘이사를 발견한 네덜란드 천문학자 | 멀리 떨어진 빛의 점들을 수확하다 | 거대질량블랙홀을 추측하다 | 제트와 로브의 지도 | 활동은하의 동물원 | 관점의 문제

4장 중력 엔진
이웃집의 커다란 블랙홀 | 심연 경계의 별들 | 모든 은하가 품은 암흑의 핵 | 괴물을 길들인 루드로 남작 리스 | 퀘이사를 사용해 우주를 살피다 | 블랙홀 수천 개의 무게를 재다 | 우주에서의 부착에너지 | 거대 블랙홀은 무섭지 않다

2부 블랙홀의 과거, 현재 그리고 미래

5장 블랙홀의 생애
우주의 씨앗 | 태초의 빛과 첫 어둠 | 항성들의 격변에 의한 블랙홀 탄생 | 잃어버린 고리를 찾아서 | 컴퓨터로 극한의 중력을 시뮬레이션하다 | 블랙홀과 은하가 어떻게 성장하는가 | 블랙홀로서의 우주 | 실험실에서 블랙홀을 만들다

6장 중력의 시험 무대, 블랙홀
뉴턴의 중력에서 아인슈타인 그 이후까지 | 블랙홀이 시공간에 어떤 작용을 하는가 | 블랙홀이 복사에 미치는 영향 | 철의 장막 안쪽 | 심연 인근에서 깜빡이는 엑스선 | 블랙홀이 별을 잡아먹을 때 | 블랙홀의 스핀을 측정하다 | 사건지평선망원경

7장 중력의 눈으로 보다
우주를 보는 새로운 방법 | 시공간에서의 물결 | 괴짜 백만장자와 고독한 엔지니어 | 블랙홀들이 충돌할 때 | 역사상 만들어진 가장 정밀한 기기 | 중력의 거장을 만나다 | 중력의 눈으로 우주를 보다 | 거대 블랙홀의 충돌과 병합 | 중력과 빅뱅

8장 블랙홀의 운명
중력의 새 시대 | 우리 이웃의 퀘이사 | 안드로메다와의 병합 | 우주에서 가장 큰 블랙홀 | 죽은 별들의 시대 | 소멸과 붕괴의 미래 | 블랙홀과 살기

용어 설명
주

사람들 대부분이 블랙홀에 대해 안다고 생각하는 사실은 틀렸다. 블랙홀은 근처의 모든 것을 빨아들이는 우주 진공청소기가 아니다. 블랙홀은 사건지평선에 아주 가까운 공간과 시간만을 뒤튼다. 블랙홀은 우주를 구성하는 질량 중 작은 부분만을 차지하고, 우리에게 가장 가까운 블랙홀은 수백조 킬로미터나 떨어져 있다. 그것을 사용해 시간 여행을 하거나 다른 우주를 방문하는 일은 아마 일어나지 않을 것이다. 블랙홀은 검지 않다. 입자와 복사를 흘려보내듯 방출하고 대개 쌍성계를 이루는 일부이며 주변으로 떨어지는 가스는 가열되어 맹렬히 빛난다. 블랙홀이 꼭 위험하지도 않다. 거의 모든 은하가 한가운데에 블랙홀을 거느리고 있는데, 당신이 그 속에 떨어지더라도 아무것도 느끼지 않을 수 있다. 비록 목격한 상황을 누구에게도 전할 방법이 없겠지만. ▶들어가며

“바데는 우주의 신비를 보았다. 마치 그가 형사반장 중 하나로 등장하는 최고의 탐정 소설처럼 말이다.” ‘왕눈이’라는 별명을 지닌 200인치 망원경을 백조자리 A에 겨누었을 때, 바데는 그 결과로 얻은 사진 건판을 보고 전율에 빠졌다. “네거티브필름을 확인하던 순간, 평소와 뭔가 다르다는 것을 알았다. 건판 전체에는 200개 넘는 은하가 가득했고, 가장 밝은 은하가 중앙에 있었다. 그것은 두 핵 사이의 중력적 끌어당김인 조석변형의 흔적을 보여주었다. 그런 것은 이전에 본 적이 없었다. 너무 대단했기 때문에 저녁을 먹으러 집으로 운전해 가다가 잠시 차를 멈추고 생각해야만 했다.” ▶3장 초대질량블랙홀

두 그룹의 연구자들은 놀랍게도 동일한 결론에 도달했다. 은하중심에 가까이 있는 어떤 별들은 시속 48만 킬로미터보다도 빠르게 움직였고, 이는 은하중심 수 광년 안쪽에 있는 질량이 태양질량의 수백만 배라는 뜻이었다. 그러나 그만큼의 별빛은 안쪽 영역에서 보이지 않았다. 심지어 어두운 별들로 이루어진 밀도 높은 성단이 있다는 가설조차도 거대한 질량이 한가운데 집중되어 있음을 설명하기가 불가능했다. 증거는 한 방향을 가리켰다. 태양질량의 수백만 배나 되는, 단 하나의 밀집되고 어두운 천체. 아주 가까이에 초대질량블랙홀이 있었던 것이다. ▶4장 중력 엔진