블랙홀

블랙홀(black hole)은 중력이 너무 강해 빛을 포함한 어떤 것도 빠져나올 수 없는 시공간 영역이에요.

확인 2026. 10. 25.출처 9

핵심 정리2026. 10. 25. 기준

경계: 탈출이 불가능해지는 경계를 사건의 지평선이라고 불러요
개념의 시작: 18세기 존 미첼과 라플라스, 1916년 슈바르츠실트가 일반상대론의 첫 해 발견
첫 중력파 관측: 2016년 2월 11일 LIGO 연구진 발표
첫 사진 공개: 2019년 4월 10일 EHT 연구팀
분류: 천체물리 개념

블랙홀의 모습. — 사진 Event Horizon Telescope , uploader cropped and converted TIF to JPG(자르고 색을 조정함)위키미디어 공용 CC BY 4.0

블랙홀은 어떻게 생기나요?

일반 상대성이론에 따르면 충분히 밀집된 질량이 시공간을 휘게 해 블랙홀을 만들 수 있어요. 항성질량 블랙홀은 질량이 매우 큰 별이 수명을 다해 붕괴할 때 만들어진다고 여겨져요. 블랙홀은 형성된 뒤에도 주위 질량을 흡수해 자랄 수 있고, 다른 별을 삼키거나 블랙홀끼리 합쳐져 수백만 태양질량의 초대질량 블랙홀이 될 수 있어요. 대부분의 은하 중심에는 초대질량 블랙홀이 있다는 것이 과학계의 일반적인 견해예요.

안을 볼 수 없는데 어떻게 알아내나요?

블랙홀 안을 들여다볼 수는 없지만 다른 물질과 상호작용하는 모습으로 성질을 알아내요. 블랙홀로 떨어지는 물질은 강착원반을 만들고, 마찰열로 뜨거워져 열복사로 빛나요. 블랙홀 주위를 도는 별의 궤도로 블랙홀의 질량과 위치를 가늠하기도 해요. 이렇게 우리은하 중심 방향의 전파원 궁수자리 A*가 약 430만 태양질량의 초대질량 블랙홀이라는 것이 밝혀졌어요.

블랙홀 연구는 어떻게 이어졌나요?

주요 흐름을 시기순으로 모으면 아래와 같아요.

시기	내용
1783년	존 미첼이 헨리 캐번디시에게 쓴 서한에서 빛조차 탈출할 수 없는 천체 개념
1916년	카를 슈바르츠실트가 일반상대론의 첫 근대적 해 발견
1958년	데이비드 핀켈스타인의 논문에서 아무것도 탈출할 수 없는 영역이라는 해석 등장
1960년대	블랙홀이 일반상대론에서 유도됨을 증명하는 이론 연구
2016년 2월 11일	LIGO 연구진, 두 블랙홀이 합쳐질 때의 중력파 첫 관측 발표
2019년 4월 10일	EHT 연구팀, 처녀자리 A 은하에서 블랙홀 첫 사진 공개

블랙홀 사진은 어떻게 찍었나요?

EHT는 1.3mm 파장의 전파를 써서 지구 곳곳의 전파망원경 8대를 동시에 운용해, 사실상 지구 크기의 전파망원경과 같은 효과를 냈어요. 사진에는 블랙홀 중력에 휘감긴 빛이 만든 고리 모양 구조와 그 안쪽의 '블랙홀의 그림자'가 보여요. 한국에서도 정태현 등 연구진이 참여했어요.

블랙홀도 빛을 낼 수 있나요?

휘어진 시공간의 양자장론에 따르면 사건의 지평선은 질량에 반비례하는 온도의 열복사를 내는데, 이를 호킹 복사라고 해요. 항성질량 블랙홀은 이 온도가 수십억분의 1켈빈 수준이라 관측이 사실상 불가능해요.

블랙홀은 어떤 원리로 움직이나요?

NASA는 블랙홀이 진짜 '구멍'이 아니라 아주 작은 공간에 물질이 엄청나게 몰려 있는 천체라고 설명해요. 밀도가 너무 높아서 사건의 지평선 바로 안쪽의 중력은 빛조차 빠져나올 수 없을 만큼 강하고, 사건의 지평선은 땅이나 태양 표면 같은 면이 아니라 블랙홀을 이루는 모든 물질을 감싼 경계예요.

사건의 지평선에서는 시공간이 너무 심하게 휘어서 바깥으로 향하는 길이 아예 없어요. 멀리 있는 관찰자가 보면 블랙홀에 떨어지는 물체는 갈수록 느려지는 것처럼 보이고 빛은 점점 파장이 길어지며 어두워져서, 지평선에 닿는 순간은 끝내 볼 수 없어요. 하지만 떨어지는 사람 자신은 시계가 멀쩡히 가고 지평선을 넘어도 특별한 느낌을 받지 못해요.

블랙홀 가운데에는 일반 상대성이론에 따라 시공간의 곡률과 밀도가 무한대가 되는 중력 특이점이 있어요. 회전하지 않는 블랙홀의 특이점은 점이고, 회전하는 블랙홀의 특이점은 고리 모양이에요. 특이점으로 끌려가는 물체는 조석력에 길게 늘어나는데, 이것을 국수 효과라고 해요. NASA도 이를 '스파게티화(spaghettification)'라는 실제 용어로 소개하며, 물질이 가로로 눌리고 세로로 늘어나 국수처럼 된다고 설명해요.

구조	설명
사건의 지평선	탈출이 불가능해지는 경계예요
광자구	회전하지 않는 블랙홀에서 반지름이 슈바르츠실트 반지름의 1.5배인 경계예요. 이 구 위의 궤도는 불안정해 빛이 바깥으로 튕기거나 안으로 끌려 들어가요
작용권	회전하는 블랙홀 주위에서 가만히 멈춰 있을 수 없는 시공간이에요. 틀 끌림의 결과예요
최내곽 안정 원궤도(ISCO)	안정하게 돌 수 있는 가장 안쪽 궤도예요. 회전하지 않는 블랙홀에서는 슈바르츠실트 반지름의 3배예요
특이점	곡률과 밀도가 무한대가 되는 중심이에요

출처¹

NASA는 흔한 오해도 바로잡아요. 블랙홀은 다른 곳으로 가는 지름길인 웜홀이 아니고, 주변 물질을 빨아들이는 우주 청소기도 아니에요. 충분히 멀리서 보면 같은 질량의 다른 천체와 중력 효과가 똑같아요. 태양을 같은 질량의 블랙홀로 바꾸면 태양계는 훨씬 추워지겠지만 행성들은 지금 궤도를 그대로 돌아요.

블랙홀에는 어떤 종류가 있나요?

천문학자들은 질량에 따라 블랙홀을 항성질량, 초대질량, 중간질량 세 가지로 나눠요. 경계가 되는 질량은 대략적인 값이고 학자들이 계속 다시 따져 보고 있어요. 우주가 태어날 때 만들어졌을 것으로 보는 원시 블랙홀이 네 번째 종류로 거론돼요.

종류	질량	알려진 점
항성질량	태양의 수 배에서 수백 배	태양보다 8배 넘게 무거운 별이 연료를 다 쓰고 초신성으로 폭발한 뒤, 태양 질량의 약 20배 이상이던 별의 중심이 붕괴해 생겨요. 충돌로 질량이 더 늘 수 있어요
중간질량	태양의 약 100배에서 수십만 배	항성질량과 초대질량 사이의 크기 간극을 메우는 '잃어버린 고리'로, 후보는 많지만 확인이 어려워요
초대질량	태양의 수십만 배에서 수십억 배	큰 은하 대부분의 중심에 있어요. 우리은하 중심의 궁수자리 A*는 태양 질량의 400만 배예요
원시	종이 클립의 10만분의 1배에서 태양의 10만 배까지로 예상	우주 탄생 후 첫 1초 안에 생겼을 것으로 보는 이론상의 블랙홀로, 확실한 증거는 아직 없어요

출처⁴³⁷

항성질량 블랙홀은 대부분 별과 짝을 이룬 형태로 발견돼요. 엑스선 쌍성에서 블랙홀이 별의 기체를 끌어 가 달궈진 원반이 엑스선을 내요. 이렇게 우리은하에서 확인되거나 의심되는 항성질량 블랙홀은 약 50개이지만, 우리은하에만 1억 개쯤 있을 수 있다고 NASA는 말해요.

블랙홀 연구의 관측·이론 연표는 어떻게 되나요?

연도	사건
1783년	존 미첼이 헨리 캐번디시에게 쓴 서한에서 빛조차 탈출할 수 없는 천체의 개념이 처음 나와요
1796년	라플라스가 《우주체계 해설》 제1판과 제2판에서 같은 개념을 이야기해요(제3판부터는 삭제)
1915년	아인슈타인이 일반상대성이론을 내놓아요
1916년	슈바르츠실트가 아인슈타인 방정식에서 점질량의 중력장 해를 구해요
1931년	찬드라세카르가 전자 축퇴물질로 이뤄진 별에 임계 질량(1.4 M☉)이 있음을 보여요
1939년	오펜하이머 등이 3 M☉를 넘는 중성자별은 붕괴한다고 보여요
1958년	핀켈스타인이 슈바르츠실트 표면을 한 방향으로만 가로지를 수 있는 막이라고 규정해요
1963년	로이 커가 회전하는 블랙홀의 해를 구해요
1964년	신문 기사 제목에 '블랙홀'이라는 말이 처음 쓰여요. 1967년에는 휠러가 강의에서 이 말을 써요
1974년	호킹이 블랙홀이 열복사를 내보낸다고 예측해요
1995년	천문학자들이 궁수자리 A* 위치의 보이지 않는 천체를 도는 별들의 운동을 추적하기 시작해요
2015년 9월 14일	LIGO가 두 블랙홀의 병합에서 나온 중력파(GW150914)를 처음 검출해요
2016년 2월 11일	LIGO와 비르고 협력단이 중력파 검출을 발표해요
2019년 4월 10일	EHT가 M87 블랙홀의 영상을 처음 공개해요
2020년	은하 중심 근처 별들의 궤도를 추적해 초대질량 블랙홀을 확인한 연구가 노벨상을 받아요
2022년 5월 12일	EHT가 우리은하 중심 궁수자리 A*의 영상을 공개해요
2025년 9월 16일	EHT가 2021년 관측 데이터로 만든 M87 블랙홀의 새 영상을 공개해요

출처¹⁵⁶³⁷⁹

2015년 9월 14일에 검출된 중력파는 태양 질량의 36배와 29배인 블랙홀 두 개가 지구에서 13억 광년 떨어진 곳에서 합쳐질 때 나왔어요. 두 블랙홀은 태양 질량의 62배인 하나로 합쳐졌고, 태양 질량의 3배에 해당하는 에너지가 중력파로 빠져나갔어요.

한국에서는 블랙홀 연구가 어디까지 왔나요?

2016년 2월 한국중력파연구협력단 회원 14명이 LIGO의 첫 중력파 검출 논문의 공동저자로 이름을 올렸어요. 2019년 4월 11일 한국천문연구원 정태현 박사는 EHT 결과 발표에 따른 설명회에서 천문연 연구진 8명이 동아시아관측소 산하 제임스 클러크 맥스웰 망원경(JCMT)과 아타카마 밀리미터/서브밀리미터 전파간섭계(ALMA)의 협력 구성원으로 EHT 프로젝트에 참여했다고 밝혔어요. 한국이 운영하는 한국우주전파관측망(KVN)과 동아시아우주전파관측망(EAVN)의 관측 결과도 연구에 쓰였고, 국내 참여 기관은 천문연, 과학기술연합대학원대학교, 서울대, 연세대 4곳이에요.

2022년 5월 12일 공개된 궁수자리 A* 영상 연구에는 한국천문연구원이 참여했고, 세계 80개 기관의 연구원 300명이 넘게 함께했어요. 천문연 손봉원 박사는 KVN이 EHT에 직접 참여하도록 준비하고 있다고 밝혔어요. 2025년 6월 12일에는 KVN 4호기인 서울대 평창 전파천문대가 문을 열었고, KVN 평창은 기존 KVN 망원경 3기와 함께 EHT 프로젝트에 참가해 초대질량 블랙홀 관측에 직접 참여할 예정이에요.

경희대 박종호 교수는 M87 편광 영상화팀의 공동 리더로 참여해, 2025년 9월 공개된 2021년 영상 분석에서 편광 교정 소프트웨어 'GPCAL'을 개발했고 EHT 국제 공동 분석의 주 분석 도구로 채택됐어요.

다음 일정으로는 EHT 국제연구단이 2026년에 블랙홀 동영상을 찍기 위해 약 3개월 동안 주 2회씩 M87을 관측할 예정이라고 2025년 9월 보도됐어요.

블랙홀과 함께 알아 둘 개념은 무엇인가요?

개념	설명
사건지평선망원경(EHT)	세계 곳곳의 전파망원경을 이어 지구만 한 가상 망원경을 만들어 블랙홀 영상을 찍는 국제 협력 프로젝트예요
강착원반	블랙홀 주위를 도는 가스와 먼지의 원반이에요. 여러 파장의 빛과 엑스선을 내요
중력 렌즈	큰 질량이 먼 천체의 빛을 휘게 하는 효과로, 홀로 있어 보이지 않는 블랙홀을 찾는 데 쓰여요
중력파	아주 무거운 물체가 가속할 때 시공간에 생기는 물결이에요
호킹 복사	블랙홀이 내는 열복사예요. 질량 1 M☉ 블랙홀의 호킹 온도는 약 100나노켈빈으로 우주배경복사(2.7켈빈)보다 훨씬 낮아요
블랙홀 정보 역설	블랙홀에 들어간 물질에서 질량·전하량·각운동량 말고 정보가 사라지는지 묻는 문제로, 이론물리학계의 쟁점이에요
톨먼–오펜하이머–볼코프 한계	붕괴한 별의 잔해 질량이 약 3~4 M☉를 넘으면 중성자 축퇴압으로도 붕괴를 막을 수 없다는 한계예요

출처⁷³¹

블랙홀의 주요 수치는 얼마나 되나요?

항목	값	단위	기준	출처
우리은하 중심 궁수자리 A* 질량	약 400만	태양 질량	별 궤도 추적	NASA, 아이뉴스24
궁수자리 A*까지 거리	약 2만 7천	광년	EHT 2022년 발표	아이뉴스24
M87 블랙홀 질량	65억	태양 질량	EHT 2019년 발표	뉴시스
M87 블랙홀까지 거리	5천500만	광년	EHT 2019년 발표	뉴시스
가장 가까운 것으로 알려진 블랙홀(Gaia BH1)	약 1,500	광년	NASA 요약	NASA
가장 가벼운 블랙홀	3.8	태양 질량	NASA 요약	NASA
가장 빠른 자전(GRS 1915+105)	초당 1,000회 넘음	회전	NASA 요약	NASA
첫 중력파 사건의 병합 전 질량	36과 29	태양 질량	LIGO 발표	서울신문
첫 중력파 사건의 병합 후 질량	62	태양 질량	LIGO 발표	서울신문
첫 중력파 사건까지 거리	13억	광년	LIGO 발표	서울신문
항성질량 블랙홀의 호킹 온도	약 100(1 태양 질량 기준)	나노켈빈	이론 계산	위키백과

출처³⁴⁷⁶⁵¹

출처

처음 쓴 날 2026. 10. 24.고친 날 2026. 10. 25.확인한 날 2026. 10. 25.

숫자와 기준은 출처 원문과 대조해 확인했어요.