죽은 별은 복사를 하지 않음

• 최근 논문에서 모든 무거운 물질이 Hawking 복사를 방출하며 죽은 별도 결국 사라진다고 주장함
• 이러한 주장은 바리온 보존 위반을 내포하며, 기존 이론과 충돌함
• 전문가들은 이 논문의 계산법이 부정확하다고 비판하며, 실제로 정적인 질량의 중력장은 입자-반입자 쌍을 생성하지 않음
• 수십 년 전 Ashtekar와 Magnon 등은 정적 시공간의 진공이 안정적임을 엄밀히 증명함
• 최근 잘못된 보도를 중심으로 과장된 뉴스가 넘쳐나지만, 기존 물리학적 원칙은 변하지 않음

죽은 별의 Hawking 복사 주장

최근 Michael F. Wondrak, Walter D. van Suijlekom, Heino Falcke 세 연구자는 블랙홀뿐 아니라 모든 무거운 물질이 Hawking 복사를 방출한다고 주장함

• 이들은 차가운 죽은 별조차도 Hawking 복사를 하여 서서히 질량을 잃고 결국에는 존재가 사라질 것이라 주장함
• 이러한 주장에 따르면 우주의 소멸 시점이 기존 예상보다 훨씬 앞당겨질 가능성이 언급됨

이 이론은 기존의 바리온 보존 법칙을 위반함

• 별을 이루는 양성자와 중성자의 소멸 메커니즘에 대한 명확한 설명이 없음
• 이들은 별의 중력장이 입자-반입자 쌍을 생성해 별이 질량을 잃는다고만 주장함

전문가들의 반응

만약 전문가들이 이 주장이 타당하다고 여긴다면, 이는 양자 중력이론 분야에서 혁명적인 사건이 될 내용임

• 기존에는 정지한 물질은 Hawking 복사를 방출하지 않는 것이 정설이었음
• 만약 이론이 맞다면, 곡률 시공간에서의 양자장론은 바리온 수 보존이 깨질 수밖에 없으므로, 물리학에서 큰 충격이 됨

하지만 실제로는 이 논문들이 물리학계에 거의 영향을 끼치지 못함

• Antonio Ferreiro, José Navarro-Salas, Silvia Pla 등의 논문에서 이들이 단순화한 근사법이 심각한 오류를 내고 있음을 지적함
• E. T. Akhmedov 등도 비슷한 비판을 제기함

진정한 전문가들은 정적인 질량의 중력장이 입자-반입자 쌍의 생성을 유발하지 않음을 이미 1975년 전부터 알고 있었음

언론 보도와 대중의 오해

Wondrak 등이 제출한 논문은 전문적 심사를 거쳤으나, 실제로 해당 분야 전문가에 의해 검증된 것이 아님

• 유명 물리학 저널에 실렸다고 해서 무조건 신뢰할 수 없음
• 이 주장을 다룬 언론 기사들은 사실관계를 제대로 확인하지 않고 자극적으로 보도함

대표적인 기사 예시

• CBS News: “우주가 기존보다 훨씬 빨리 소멸할 것”
• Space.com, Forbes 등 여러 매체에서 이슈를 부각하여 대중적 혼란을 가중시킴
• 허위 정보가 빠르게 확산되어 올바른 사실이 전달되기 어려운 상황임

엄밀한 이론적 배경

실제 Ashtekar와 Magnon(1975)은 곡률 시공간에서의 양자장론을 엄밀히 연구함

• 정적인 시공간에는 ‘어디서나 시공간 대칭(timelike Killing field) ’이 존재한다면 진공 상태가 안정적임을 증명함
• 이 조건에서 입자-반입자 쌍의 자연 발생(자발적 생성) 이 일어나지 않음

Robert Wald의 교과서에서도 이러한 내용이 상세히 다루어짐

• 곡률 시공간에서의 에너지 개념 정의, 진공의 안정성, 입자/반입자 구분의 엄밀한 방법을 설명함
• Schwarzschild 해(즉, 정지 블랙홀)도 Killing field를 갖지만, 사건의 지평선에서는 성질이 달라져서 이 결과가 직접 적용되지 않음

Ashtekar와 Magnon, 그리고 Wald의 연구에 따라, 정적 천체의 중력장은 입자 생성 현상을 설명하지 않음이 정설로 자리잡게 됨

결론 및 현재 상황

• 별이나 물질의 정적인 중력장은 Hawking 복사나 입자쌍 생성을 유발하지 않는 것으로 수십 년간 확립된 내용임
• 최근 논문에서 제시한 근사계산 방식은 이와 상충하며, 그 오류도 이미 여러 곳에서 지적됨
• 이 사안은 근사방법의 결함 때문에 오랜 논의를 필요로 하지 않음
• 50년 이상 전에 이미 논의가 정리된 문제여서, 새로운 결과라 하기도 어려움
• 최근 논문은 기존 이론의 깊이를 따라가지 못하는 과장 및 오해의 소지가 있음

참고 자료

• Abhay Ashtekar, Anne Magnon: Quantum fields in curved space-times (1975)
• Robert Wald: Quantum Field Theory in Curved Spacetime and Black Hole Thermodynamics (1994)
• Valeria Michelle Carrión Álvarez의 박사학위 논문(2004) 등

죽은 별을 비롯한 정적 천체는 Hawking 복사를 방출하지 않는다는 점이 수십 년간의 이론적, 실험적 연구로 명확히 확인된 상황임