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궤도님 영상을 보다 궁금한 게 생겼어요

수능미수
23.12.30
·
조회 643

여느 때처럼 궤도님 과학특강과 다양한 합방, X다 채널의 과학을 X다 영상들로 신기한 과학얘기를 듣고 있던 중

 

궤도님께서 성회형과의 합방에서 초전도체 이야기 중 0K를 이야기 하시며 "영하 280도는 없다"는 말을 하실 때 문득 궁금한 점이 생겼습니다.

 

만약 어떤 물질이 0K (이하 '0도'라고 적겠습니다.)의 온도를 가진다면 그것은 더 이상 낮아질 수 없는 가장 낮은 온도라는 얘기고 즉 빛, 열 에너지를 발산하지 않는다는 얘기인 것 같아서요.

 

만약 그것이 자신 바깥의 범위에 에너지를 내보낸다면 그것이 열 에너지로 전달되어서 0도가 아니게 될테니 0도인 물체는 어떤 에너지도 자신 바깥으로 내보내지 않는 걸까? 그렇다면 그것은 블랙홀이 아닐까? 하는 생각이 들었습니다.

 

물론 블랙홀도 사건의 지평선에서 입자와 반입자가 갈라지며 내보내진 에너지가 존재하여 아주 미비하지만 블랙홀 외부 온도를 측정할 수 있다곤 하던데 전 거대 천체로서의 블랙홀이 아닌 수학적 의미의 한 점으로 수렴하는 블랙홀 그 자체가 그러하듯이 0도인 사물은 필연적으로 블랙홀이 되는 건 아닐까? 하는 생각이 들었습니다.

 

 

친구와 이야기 해보니 친구는 “만약 우주에 가상의 냉장고를 생각해봐라. 그것이 온도를 끊임없이 0도로 내리고 있다면 그 안의 사물은 이론적으로 0도를 유지할 수 있는 것이 아닌가?” 하고 이야기를 했지만

 

전 그 냉장고 자체가 블랙홀일 거라는 생각을 하게되었습니다.

만약 그렇게 주변의 열 에너지를 흡수하여 관측상으로 0도로 보이더라도 실제로 우리가 만져보았을 때에 뜨거움을 느끼지 않는다라고 생각한다면 그건 곧 빛, 열 에너지 뿐만이 아닌 주변의 모든 것을 붕괴시켜 빨아들이는 강력한 천체, 블랙홀이어야만 가능할 것이라고요.

 

제 지적 한계로 인해 멍청한 생각을 하게 된 것일까요?

우주엔 블랙홀이 아니라도 0K의 존재가 있나요? 아니면 이론상으로 만들 수 있나요? 너무너무 궁금해요

댓글
시카고노동자
23.12.30
0K라면 방출할 에너지 자체가 없는겁니다
블랙홀은 오히려 온도가 0이 아닙니다
호킹복사라는게 있어서 뭔가를 방출합니다
시카고노동자
23.12.30
아 그리고 참고로 음의 절대온도라는것도 존재합니다
근데 음의 절대온도는 0도보다 오히려 에너지가 더 높은 상태에요
수능미수 글쓴이
23.12.30
호킹 복사는 저도 알아서 본문에도 적어두었지만 그건 사건의 지평선에서 발생하는 영역이고 블랙홀 내부 중심에서 벌어지는 일은 아니니까요.
블랙홀을 익숙한 이미지의 그 블랙홀이 아닌 중심의 붕괴 중인 한 점이라고 생각했을 때는 그 어떤 에너지도 방출하지 않고 점으로 붕괴 중인데 열 에너지를 방출할 리가 없을 것 같은데 그런 블랙홀의 중심도 온도를 내보내나요?
수능미수 글쓴이
23.12.30
제가 학업 성취도가 많이 떨어지는 수능 미수, 고졸자인지라 배움이 많이 부족합니다.
제가 논문을 찾아본 것도 아니고 블랙홀에 대해서도 흔들림없이 확실한 정보로 이해하는 것도 아닌지라
'호킹 복사는 사건의 지평선에서 입자와 반입자가 나뉘어질 때 반입자가 블랙홀 내부로 들어가 붕괴되고 입자가 사건의 지평선 바깥에서 발견되는 현상아닌가?' 하다보니
블랙홀 내부는 여전히 0도인 것 같다는 의심을 온전히 지우지 못할 뿐입니다. 전 그저 제 궁금증의 해소를 위할 뿐이니 해결해주실 수 있는 분들의 설명을 기다릴 뿐입니다...
@수능미수
세계제일의이야기꾼
23.12.30
비슷한 주제가 초반에 나오네요 참고하시면 좋을듯 합니다.
@수능미수
수능미수 글쓴이
23.12.30
본문 맨 첫줄의 'X다 채널의 과학을 X다'가 보다 채널의 과학을 보다 였고 이 영상도 이미 서너번 보긴 했는데 제 부족한 머리로는 여전히 '블랙홀 내부에서 벌어지는 일은 알 수 없다'까진 알겠지만 '절대 0도인 물체는 블랙홀이 된다'는 생각이 아니라는 증명은 아닌 것으로 받아들여져서요....
제가 부족해서 비과학적 사고로 억지를 부리고 있는 건가요... 저도 혼란스럽네요.
@세계제일의이야기꾼
세계제일의이야기꾼
23.12.30
0K이 되면 중력도 작용하지 않아야 하겠네요, 중력에 의한 진동도 없어야 할 테니까요
그럼 중력에 의한 수축은 일어날 수 없겠네요, 그러면 블랙홀로 붕괴할 수 없습니다.
그래서 블랙홀이 되진 않는다는게 제 의견입니다.
@수능미수
수능미수 글쓴이
23.12.30
아 그렇군요. 그래서 0K이 불가능하다는 얘기였군요. 이해했어요. 보내주신 링크에선 현재 기술로 0K에 억분의 1 단위까지 다가간 상황이라는데 불가능해 보이는 이 영역을 인단이 도달할 수 있을지. 미지 영역인 블랙홀 내부는 과연 0K일지 너무너무 궁금한 미래네요.
저는 제 궁금증들을 모두 해결하며 살기엔 너무 이르게 태어났나봐여. 벌써 또 궁금증들이 생겨나네요
@세계제일의이야기꾼
SATELLITE
23.12.30
빅 프리즈 이론에 대해 알아보시면 원하는 답을 얻을 수 있지 않을까 싶네요
Fortaleza
23.12.31
제가 알기로는 양자 상태에서 어떤 양자도 에너지가 0이 될 수는 없어서요. "바닥상태"라고 부르는 에너지의 최저점은 있지만 에너지가 아예 0인 상태는 불가능한 걸로 압니다.
양자에서 에너지는 불연속적이라 일정량 이상의 에너지가 없으면 들뜰 수 없다는 걸 생각 하면, 어떤 닫힌 계에서 분자들이 모두 바닥상태이고 운동에너지가 없다면 절대0도라고 볼 수 있을 것 같습니다. 실제로는 우주가 열적 죽음에 도달하지 않는 이상 존재할 수 없는 상태일 것 같긴 하지만요.
Fortaleza
23.12.31
그리고 절대 0도이면 블랙홀이 되는가?에 대한 부분에서, 제 배경지식이 절대 0도에서도 적용이 되는지에 대해서는 확실하지 않습니다만 일단 제 생각을 말해보자면
1. 열전달과 물질전달은 다르다.
2. 한없이 열에너지를 빨아들이는 절대 0도의 물질이 존재하더라도, 물질 또한 빨아들이지는 않을 가능성이 있다.
3. 블랙홀은 초고질량이다. 모든 "물질"을 빨아들이는 것이 핵심.
4. 절대 0도는 블랙홀의 성질이지 정의가 아니다. (직사각형은 평행한 선분이 2쌍 있지만, 평행한 선분이 2쌍 있다고 모두 직사각형은 아닌 것을 생각하시면 될 것 같습니다)
이런 이유에서 절대 0도가 반드시 블랙홀일 이유는 없다고 봅니다
Fortaleza
23.12.31
근데 또 생각해보면 귀납적으로는 말이 되는 이야기입니다.
인류가 우주에서 찾아낸 유일한 절대 0도는 블랙홀이니까요.
@Fortaleza
수능미수 글쓴이
23.12.31
그렇군요. '어떤 입자든 그것의 질량이 0이 된다면 그것은 빛의 속도로 움직이며 빛을 내게 된다'는 얘기를 들어본 적이 있어 떠올려본 생각이었습니다.
전 우주에서 찾아낸 유일한 질량 0의 입자, 유일하게 빛의 속도를 내는 입자가 빛인 것이 결코 우연이 아닌 과학적이고 당연한 섭리였듯 어쩌면 블랙홀도 같은 원리를 같게 되는 것은 아닐까? 했어요.
지금 보니 제 질문이 매우 멍청하고 정리가 안 된 부분이 있었네요. 그래서 더욱 헷갈렸나봐요.
인위적으로 절대 0도를 만들어내는 것은 애초에 저의 궁금증이 아니었고
"이 우주에 스스로 자신의 온도를 절대 0도로 붕괴시키는 무언가가 존재한다면 그것은 블랙홀의 형태를 띄게 된다"는 생각이었어요
@Fortaleza
수능미수 글쓴이
23.12.31
그것만이 가능한디 어떤지는 제가 감히 알 수 없는 영역이라 어떤 확신도 가질 수 없지만
절대 0도는 한없이 불가능에 가까운 영역이다 → 절대 0도를 자연적으로 발생시키고 유지하는 것은 매우 어려운 일이다. → 그것이 일어나기 위해선 매우매우 합리적인 형태를 갖추어야 한다 → 블랙홀 외에도 다른 방식으로, 온전하 열 에너지만을 빼앗아 점으로 붕괴시키는 간편한 방식이 이미 블랙홀이 수없이 많은 우주에 굳이 존재할 이유도 없어보인다 + 블랙홀을 제외한 예외를 생각하기엔 절대 0도의 자연적 발생과 오지는 매우 어려운 일이다
@수능미수
수능미수 글쓴이
23.12.31
뭐 이런 흐름이었습니다
@수능미수
Fortaleza
23.12.31
굳이 존재할 이유가 없다 같은 시각은 지극히 주관적인 기준이긴 합니다. 굳이가 붙으면 어떤 물리 법칙도 "굳이 그럴 필요"는 없어서요.
굳이 질량과 중력이 비례할 필요는 없습니다. 굳이 빛의 속도가 절대적일 필요도 없고 굳이 우주가 팽창할 이유도 없죠.
존재에는 당위가 없는 법이니 수학적으로 불가능을 입증할 수 없다면 "절대 0도가 자연적으로 발생하려면 블랙홀이어야해"라고 주장하는 건 위험해보입니다
@수능미수

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