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지구에서는 어느 실험실에서도 중성자별만큼 단단한 물체를 만들어 낼 수 없고, 초신성의 내부만큼 뜨거운 온도를 만들어 낼 수 없다. 블랙홀만큼 강력한 중력장을 만들어내지도 못 할 뿐더러, 펄사(pulsar)나 마그네타(magnetar)와 같은 강력한 자기장을 만들어내지도 못한다. 별의 죽음으로 탄생하는 작은 블랙홀과 거대한 블랙홀이 존재하는 우주공간을 대형 광학망원경, 전파망원경, 적외선, 자외선, 엑스선, 감마선 우주망원경으로 관찰한 내용을 소개하면서, 블랙홀에서는 빛도 탈출할 수 없는가? 블랙홀의 내부는 어떻게 되어 있을까? 그 속으로 들어간 물질은 어디로 가는 걸까? 온갖 질문을 던져본다.

현대 천문학에서 블랙홀이 주목을 받는 이유는 흥미로운 천체이기 때문이라기보다 ‘블랙홀은 왜 모든 것을 빨아들일까’, 아니면 ‘블랙홀 주위에서는 빛은 왜 휠까’ 같은 질문에 대한 답을 찾다보면 완전히 새로운 물리현상을 이해할 수도 있기 때문이다.
지구에서는 어느 실험실에서도 중성자별만큼 단단한 물체를 만들어 낼 수 없고, 초신성의 내부만큼 뜨거운 온도를 만들어 낼 수 없다. 블랙홀만큼 강력한 중력장을 만들어내지도 못 할 뿐더러, 펄사(pulsar)나 마그네타(magnetar)와 같은 강력한 자기장을 만들어내지도 못한다. 별의 죽음으로 탄생하는 작은 블랙홀과 거대한 블랙홀이 존재하는 우주공간을 대형 광학망원경, 전파망원경, 적외선, 자외선, 엑스선, 감마선 우주망원경으로 관찰한 내용을 소개하면서, 블랙홀에서는 빛도 탈출할 수 없는가? 블랙홀의 내부는 어떻게 되어 있을까? 그 속으로 들어간 물질은 어디로 가는 걸까? 온갖 질문을 던져본다. 블랙홀의 수수께끼는 이제 시작에 불과하다. 다만 이 책을 통해 현재의 과학 수준으로 다양한 모습의 블랙홀을 이해하고, 이 신비한 천체에 대한 호기심을 채워줄 수 있는 좋은 계기가 되리라 믿는다. -머릿말에서

1장_ 천문학의 태동과 발달
왜 인류는 밤하늘을 바라보게 되었을까?
자연의 리듬과 천체 변화
천문학이 인류의 편견을 깨다
멀리 볼 수 있는 도구-망원경
갈릴레오가 바라본 항성
천체에 만유인력 법칙을 적용한 뉴턴
천체망원경의 제작
천체의 위치를 결정하다
새로운 행성의 위치를 예견하다
천체 사진을 찍기 시작하다
이중별(연성)은 어떤 별일까?
태양계를 넘어서
은하계는 누가 발견했나?
소용돌이 성운을 어떻게 알게 되었을까?
항성까지의 거리는 어떻게 측정할까?
천문학에 사진술을 적용하다

2장_ 보이지 않는 우주에 대한 발견

우주에서 전파가 오고 있다
잰스키의 실험
은하에서 방출되는 전파
레버의 전파 망원경
전파로 하늘의 지도를 그리다
계속 발견되는 전파 은하
전파은하의 정체
은하 충돌

3장_ 우주를 보는 안경 출현 ? 전파망원경

전파망원경으로 본 새로운 우주 모습
전파망원경 원리
전자기파 방출이란?
전자기파의 전파 원리
전자기파 스펙트럼
편파(polarized wave)
전자기파 복사 메커니즘
열복사 원리
원자와 분자에서의 스펙트럼 선 방출
비열적 복사의 메커니즘-싱크로트론 복사(Synchrotron Radiation)
매개체(media)의 영향
대기의 창(Atmospheric windows)
흡수선과 방출선
도플러 효과(Doppler effect)
열적 전파와 비열적 전파
중력적 적색이동(gravitational red shifting)
중력렌즈(gravitational lensing)

4장_ 새로운 항성 전파원 출현
발견의 60년대
퀘이사란 무엇일까?
퀘이사 발견 전야
퀘이사의 이상한 모습들
퀘이사 스펙트럼 분석
드디어 해법을 찾다
큰 적색이동 현상의 의미는?
충돌하는 은하로부터 형성된 퀘이사
의심스러운 점들
퀘이사 중심에는 블랙홀이 있을까?

5장_ 우주 제트와 항성 전파원

수수께끼의 천문현상 - 우주 제트
서서히 밝혀지는 전파 제트의 구조
대규모 간섭계의 등장
간섭계로 바라 본 전파 제트
전파 제트 에너지의 근원을 찾아서
제트에너지원의 블랙홀 모형

6장_ 활동은하의 중심모델 - 에너지는 어디서 오는가?

퀘이사-에너지의 신비
초신성(Supernova)-활동은하 중심모델
초신성 폭발에 대한 관측 자료
초신성 폭발과 소멸 과정
펄서
극초신성과 수수께끼 ‘감마선 버스트’의 정체는 무엇일까?
천문학 최대의 수수께끼 ‘감마선 버스트’의 발생 원인은 무엇일까?
최근 발표된 관측 자료

7장_ 우주를 보는 X-선 위성 - 활동은하는 어떻게 관측되는가?

우주 X-선원의 발견
X선 관측정보
X-선의 방출원리
할 일 많은 X선 천문학

8장_ 우주의 수수께끼 블랙홀

고밀도 별의 탄생
강력한 중력을 가진 이상한 천체
상대성이론에서 블랙홀 존재 예언
블랙홀은 어떻게 볼 수 있을까?
어떻게 X선이 방출될까?
블랙홀 후보-X선 쌍성 발견
은하 중심부에는 무엇이 있을까?
은하중력에너지는 어떻게 작용할까?

9장_ 블랙홀 형성 시나리오와 증거들

블랙홀 형성 시나리오
격동의 우주-초거대블랙홀
블랙홀 발자국 발견
블랙홀이 있다는 증거들
거대 블랙홀 포착
지름 24km 초소형 블랙홀의 발견
8천만 광년 거리 ‘신형 블랙홀’ 발견
찬드라 X-선 망원경의 활약
전파 방출 자전 별(RRAT)의 X선 파동 발견
XMM-뉴턴 궤도망원경과 X선 인공위성의 활약
75억 년 전 블랙홀 탄생, 가시광선으로 포착
별과 은하들은 어떻게 종말을 맞이하는가?
미래의 우주는 어떨까?

10장_ 은하 블랙홀과 스티븐 호킹의 새로운 이론

블랙홀의 등장이 갖는 의미
은하 블랙홀 저편
설명되지 않던 고리를 찾다
블랙홀의 특수한 성질
블랙홀 가까이 가면 어떻게 될까?
스티븐 호킹의 블랙홀 이론
블랙홀은 검지 않다
블랙홀은 증발한다
폭발하는 블랙홀
작은 블랙홀을 에너지원으로 쓸 수 있을까?
블랙홀의 밀도는 어떠할까?
블랙홀, 화이트홀, 웜홀
미래 천문학의 과제는 무엇인가?