1. 블랙홀, 크다고 밀도가 높을까? 상식을 뒤엎는 진실
블랙홀 하면 무엇이 떠오르시나요? 아마도 모든 것을 빨아들이는 무한한 밀도의 점을 상상하실 겁니다. 하지만 놀랍게도, 블랙홀은 크기가 커질수록 오히려 밀도가 낮아진다는 사실, 알고 계셨나요? 예를 들어, M87 은하 중심의 초거대 블랙홀은 그 크기가 태양계를 넘어서지만, 평균 밀도는 지구의 공기보다도 낮습니다. 우리가 ‘블랙홀의 크기’라고 부르는 것은 사실 물질이 뭉친 특이점이 아니라, 빛조차 탈출할 수 없는 경계인 ‘사건의 지평선’의 크기이기 때문입니다.
2. 우주적 스케일로 본 ‘평균 밀도’의 함정
이 개념을 이해하려면 ‘평균 밀도’의 함정을 알아야 합니다. 몽골은 세계에서 인구 밀도가 가장 낮은 나라 중 하나지만, 수도 울란바토르에는 100만 명이 넘는 사람들이 모여 삽니다. 국토 대부분이 비어있기 때문에 평균 밀도가 낮을 뿐이죠. 우주도 마찬가지입니다. 중성자별처럼 엄청나게 밀도가 높은 천체가 있는가 하면, 은하 사이에는 거의 완벽한 진공에 가까운 광활한 공간이 펼쳐져 있습니다. 그래서 우주 전체의 평균 물질 밀도는 세제곱미터당 수소 원자 한 개 정도로 극히 낮습니다.
3. 충격적인 가설: 우리 우주가 블랙홀 안에 있다?
여기서부터 정말 흥미로운 이야기가 시작됩니다. 만약 우리에게 관측 가능한 우주와 똑같은 크기의 블랙홀이 있다면 어떨까요? 과학자들이 계산해 본 결과, 이 가상의 블랙홀의 평균 밀도는 놀랍게도 현재 우리 우주의 평균 밀도와 거의 일치한다는 결론이 나왔습니다. 이 놀라운 우연은 ‘혹시 우리 우주 자체가 하나의 거대한 블랙홀 내부가 아닐까?’라는 대담한 가설로 이어졌습니다.
4. 블랙홀 내부의 관찰자: 특이점은 ‘미래’일 뿐
“블랙홀 내부는 텅 비어있고 중심에 특이점만 있는 것 아닌가요?”라고 생각하실 수 있습니다. 하지만 이는 외부 관찰자의 시점입니다. 블랙홀 내부에 있는 관찰자에게는 시공간이 극단적으로 휘어져 전혀 다른 세상이 펼쳐집니다. 그에게 특이점은 공간 상의 한 ‘지점’이 아니라, 피할 수 없는 ‘미래’의 사건과 같습니다. 우리가 시간을 거스를 수 없듯, 그는 특이점으로의 추락을 멈출 수 없죠. 따라서 그가 볼 수 있는 ‘현재’는 자신과 함께 블랙홀로 빨려 들어온 수많은 물질, 즉 은하와 별들로 가득 찬 우주의 모습 그대로일 것입니다.
5. 우주 마트료시카: 끝없이 이어지는 세계
이 가설은 러시아의 인형 ‘마트료시카’처럼 우주 안에 또 다른 우주가 있고, 그 우주 역시 블랙홀로서 또 다른 우주를 품고 있다는 ‘우주 마트료시카’ 이론으로 확장됩니다. 이처럼 끝없이 이어지는 다중 우주의 개념은 아직 상상력의 영역에 있지만, 우주의 탄생과 미래에 대한 근본적인 질문에 대한 새로운 실마리를 제공할지도 모릅니다. 우리가 발 딛고 있는 이 세계가 실은 상상조차 할 수 없는 거대한 존재의 일부일 수 있다는 생각, 정말 경이롭지 않나요?
