어제 공개된 블랙홀 사진에 대한 흥미로운 기사가 있어서 구글번역느님과 파파고느님의 도움을 얻어 번역해봄!

*맨 아래쪽에 세줄 요약 있음*

Why Doesn't the Black Hole Image Look Like the One From Interstellar?
Ryan F. Mandelbaum

블랙홀 M87 (왼쪽) / 가르강튀아 블랙홀 (인터스텔라, 오른쪽)

Image: EHT/Interstellar

오늘 이전까지는 아무도 블랙홀이 어떻게 생겼는지 몰랐습니다. 물론, 시뮬레이션과 영화 인터스텔라에 등장하는 유명한 블랙홀 덕분에 우리는 이미 알고 있다고 생각했었죠.

하지만 오늘, Event Horizon 망원경을 앞세워 과학자들은 (상대적으로) 가까운 은하 M87의 중심에 있는 태양 질량 65억 개에 달하는 블랙홀의 이미지를 공개했습니다. 그리고 잠깐 들여다봐도 그것은 영화 인터스텔라의 블랙홀인 가르강튀아처럼 보이지 않는다는 것을 알 수 있습니다. 그래서 우리는 두 이미지 뒤에 있는 물리학자들에게 차이점을 설명해달라고 부탁했습니다.

우선, 만약 당신이 완전히 혼란에 빠졌다면, 블랙홀은 일반 상대성 이론에 의해 예측된 물체로서, 빛이 사건 지평선이라고 불리는 지역에 들어가면 빠져나갈 수 없을 정도로 엄청난 중력장을 가지고 있습니다. 오늘, Event Horizon 망원경의 배후에 있는 과학자들은 이 현상의 이미지(사진이 아닌)를 공개했습니다. 블랙홀이 그 뒤에 있는 빛에 드리우는 그림자를 재구성한 그림으로, 전 세계 8개의 망원경이 찍은 데이터를 바탕으로 만들어졌습니다.

오늘 공개된 블랙홀은 아인슈타인의 상대성 이론을 지침으로 삼았던 Event Horizon 망원경 과학자들이 예상한 것과 다소 차이가 있습니다. 인상적일 정도로요. 다음을 보세요:

블랙홀 M87 이미지(왼쪽) / 시뮬레이션 된 블랙홀 (중간) / 망원경 해상도에 맞춰 블러 처리된 시뮬레이션 블랙홀 (오른쪽)

Screenshot: Akiyama et al (ApJL (2019))

그러나 대중문화를 소비하는 사람들은 조금 더 이렇게 보이는 것을 기대했을지도 모릅니다:

인터스텔라 가르강튀아
Screenshot: Interstellar

이들은 여러분이 생각한 것만큼 다르지 않습니다. EHT의 이미지를 만든 팀을 이끈 MIT Haystack 천문대의 아키야마 가즈노리 박사는 "Interstellar의 이미지는 거의 정확하다"고 기즈모도(역주: 이 기사를 쓴 매체 이름)에게 설명했습니다.

아마도 가장 주목할 만한 것은, 성간 블랙홀은 중심부 주위에 물질로 이루어진 얇은 줄무늬를 가지고 있는데, M87의 블랙홀은 (이것이) 부족한 것으로 보입니다. 그것은 간단히 설명할 수 있는 차이점으로 - 첫 증거는 우리가 M87의 블랙홀을 머리 위에서가 아니라 양극 중 하나에 가까운 위치에서 보고 있다는 것을 보여줍니다. 아키야마는 M87 주변의 물질이 이루는 원반이 관측 각도에 의해 가려질 것이라고 설명했습니다. 토성의 고리를 볼 때 - 토성의 위나 아래로부터 보면 그것들은 행성을 가로지르지 않습니다.

그러나 우리는 블랙홀을 완전히 정면으로 보고 있는 것이 아니고, 이것이 다른 주요한 차이점의 근원이 됩니다. M87의 블랙홀은 왼쪽 하단이 훨씬 밝은 초승달 같은 모양을 하고 있는 것 같습니다. 실제로 보고 있는 것은 M87의 블랙홀이 아마 회전하고 있다는 겁니다. 블랙홀을 공전하는 물질도 또한 회전할 것이고, 시공간 자체가 블랙홀 주위를 휘감을 것입니다. 즉, 우리쪽으로 움직이는 물질은 더 밝게 보일 것이고, 우리에게서 멀어지는 물질은 흐려질 것입니다 - M87 이미지에서 볼 수 있듯이.

Cal Tech 물리학자이자 영화 인터스텔라의 자문위원인 킵 손은 기즈모도에게 "크리스토퍼 놀란은 전체적인 밝기가 너무 극단적일 때 인간의 눈이 홀 양쪽의 밝기 차이를 분간할 수 없기 때문에 밝기를 생략했다"고 말했습니다. 앞서 설명한 것처럼, 놀란은 렌즈 플레어 같은 것을 포함하여 영화의 블랙홀 모습에 약간의 예술적 허용을 가했습니다.

그러나 다른 차이점도 있다고 손 교수는 설명했습니다. 손이 상상한 블랙홀은 훨씬 얇고 불투명한 물질 원반을 가지고 있었습니다. Event Horizon 망원경 팀이 관측한 블랙홀은 훨씬 두꺼운 원반을 가지고 있지만, 빛을 뭔가 조금 더 투영하는 원반을 가지고 있는 것으로 보입니다. 이것들은 비교적 사소한 점입니다.

Event Horizon 망원경은 계속해서 M87의 블랙홀과 우리 은하의 중심에 있는 블랙홀의 이미지를 찍을 것입니다. 이 이미지들은 훨씬 더 선명한 그림을 만들어 낼 것이고 - 공상과학소설은 그 어느 때보다 더 정확한 블랙홀의 모습을 만들어낼 수 있게 될 것입니다.

세줄 요약:

어제 공개된 블랙홀은 완전 정면도 아니고 완전 꼭대기뷰도 아닌 측면 어딘가에서 봤을 때의 모습임

사진상에서 밝게 보이는 부분은 블랙홀을 회전하는 고리 중에서 우리쪽에 가까운 부분임

인터스텔라 블랙홀은 실제 블랙홀 사진에서 보이는 밝기 차이를 과감히 생략하고 몇가지 영화적 연출을 가미한 모습임

**네이처에서 이미지로 설명해놨길래 추가!!