인류는 블랙홀을 만들 수 있을까? (대형 강입자 충돌기, LHC)

인류는 블랙홀을 만들 수 있을까? (대형 강입자 충돌기, LHC)

블랙홀을 만드는 방법이 있을까? 이와 같은 상상을 해 본 적 있을 것입니다. 어린아이 같지만 지금까지도 가끔 상상하곤 합니다. 그리고 엄청난 질량을 아주 작은 크기로 압축하면 블랙홀이 만들어진다.라는 얘기도 한두 번씩은 들어 봤을 겁니다. 이 이야기는 현실적으로 불가능하며 과학적인 실험조차 어려운 가상의 이야기입니다. 그렇다면 과학적인 실험을 통해 블랙홀을 만들 수 있는 방법은 있을까요? 현재까지 가능성이 대두되는 이야기는 입자를 빛의 속도 가까이 가속해서 양방향에서 충돌시키면 블랙홀이 만들어진다.라는 이야기입니다. 과학적인 실험이 가능하다고?라는 물음이 생길 수 있겠지만 이는 대형 강입자 충돌기(LHC)를 통해 실험할 수 있습니다.

대형 강입자 충돌기(LHC)란?

스위스 제네바 지하에 건설된 입자 가속기이며 유럽 입자 물리 연구소(CERN)에서 관리하고 있는 인류 역사상 가장 커다란 실험장치입니다. 이게 얼마나 크냐면 충돌기가 지하 175m에 매립되어 있고 그 길이가 무려 27Km에 달합니다. 그리고 대형 강입자 충돌기를 통해서 신의 입자라고 불리우는 힉스입자(물질을 구성하는 가장 작은 단위인 소립자에 질량을 부여한다.)를 발견했습니다.

 

만약에 실험을 통해서 블랙홀이 만들어진다면 지구적 재앙 아닌가?

실제로 과거에 블랙홀이 생성되는 것을 우려해 과학계와 각종 매체에서 실험을 중단해 달라는 항의가 빗발쳤다고 합니다. 하지만 미 항공우주국 나사(NASA)에서 공식적으로 초소형 블랙홀은 만들어지지 않는다고 발표하였으며 유럽 입자 물리 연구소에서도 우주적 관점의 커다란 블랙홀은 만들어지지 않으며 작은 양자 블랙홀정도는 만들어질 수 있으나 안전하다고 발표하였습니다.

대형 강입자 충돌기 일부 모습. 출처: CERN 홈페이지 https://home.cern/resources

 

현재 대형 강입자 충돌기는 그 사이즈를 100Km까지 늘리고 있다.

우주를 구성하는 암흑물질을 찾기 위해 대형 강입자 충돌기를 증축하고 있다고 합니다. 대형 강입자 충돌기의 몸집이 커지는 만큼 블랙홀과 관련된 여러 이야기가 다시 수면 위로 떠오를지도 모릅니다. 정말 인류는 지구적 재앙이 생길 블랙홀을 만들어내지 못하는 것일까요? 여러 의심과 걱정이 생깁니다.

하얀원-기존 대형 강입자 충돌기, 초록원-증축될 규모. 출처: CERN 홈페이지 https://home.cern/resources

 

그래서 블랙홀은 만들 수 있는 것인가?

현재 대형 강입자 충돌기 실험에서 블랙홀로 인한 피해와 관련된 이야기가 없는 것으로 보아 지금까지는 블랙홀을 만들 수 있을지는 미지수인 것 같습니다. 하지만 향후 과학기술이 더욱 발전해서 대형 강입자 충돌기가 더욱 거대해지고 성능이 좋아진다면 그때는 정말 블랙홀이 생성될지도 모른다라는 생각이 듭니다. 현재의 인류가 우리은하 중심의 블랙홀 관측에 성공했듯이 말이죠.

한국천문연구원 보도자료. 출처:https://www.kasi.re.kr/kor/publication/post/newsMaterial/29045