4.4 내부 핵: 고밀도 필라멘트 바다의 계층 구조

목차 ／ 제4장: 블랙홀

블랙홀의 핵은 비어 있지 않습니다. 매우 조밀한 필라멘트의 ‘바다’가 끓어오르며, 곳곳에 전단 띠와 재연결 섬광점이 있습니다. 필라멘트는 끊임없이 감기려 하지만 오래 버티지 못합니다. 잠깐 불안정 입자로 나타났다 붕괴하고, 그 잔해가 넓은 대역의 저진폭 교란을 주입해 핵을 계속 뒤흔듭니다. 이른바 ‘비등’은 결과이자 연료입니다.

I. 기본 그림: 진한 수프·전단·섬광점

• 진한 수프: 밀도가 극히 높아 점성과 탄성이 함께 지배합니다. 흐름은 묵직한 수프처럼 일렁입니다.
• 전단 띠: 인접한 얇은 층이 서로 다른 속도로 미끄러져 장력이 쌓이고 구조가 자주 다시 쓰입니다.
• 재연결 섬광점: 임계 가장자리에서 연결망이 급히 갈아엎어지며, 저장된 장력이 파 패킷·가열·대규모 흐름으로 바뀝니다.

II. 미시에서 거시로: 3단 계층

• 미시—세그먼트와 작은 루프: 세그먼트가 모여 닫히려 하지만 높은 장력과 조밀한 교란 때문에 곧 불안정해집니다. 잠시 불안정 입자로 존속한 뒤 붕괴합니다.
• 중간—전단 정렬 스트립: 전단이 미세 기복을 선호 방향으로 펴서 띠로 정렬합니다. 띠 사이 얇은 미끄럼면이 순환적으로 장력을 저장·방출합니다.
• 거시—용승 셀: 여러 띠가 합쳐 큰 단위를 이루고, 이동·융합·분열하며 전체 리듬과 에너지 배분을 결정합니다.

계층은 맞물립니다. 실패한 미시 루프가 중간 띠에 물질과 잡음을 공급하고, 중간의 질서가 거시를 지지합니다. 거시 순환은 에너지를 다시 미시로 눌러 보내며 고리를 닫습니다.

III. 불안정 입자: 생성·붕괴·재교반

• 연속 생성: 높은 밀도와 장력이 세그먼트를 끊임없이 감기 쪽으로 밀어냅니다. 다수는 임계 가장자리에 태어나 불안정 상태로만 유지됩니다.
• 급속 붕괴: 외부 장력이 커지고 내부 박동이 느려지며 위상이 섞인 교란 패킷이 넘칩니다. 이들이 겹쳐 짧은 수명의 감김을 빠르게 무너뜨립니다.
• 바닥 잡음 주입: 붕괴가 넓은 대역의 저진폭 교란을 흩뿌리고, 핵은 이를 곧바로 흡수·증폭해 새 교반원으로 만듭니다.
• 양의 되먹임: 불안정 입자가 늘수록 바닥 잡음이 커지고, 잡음이 클수록 새 감김이 더 쉽게 깨집니다. 비등은 이렇게 자가 유지됩니다.

즉, 핵은 ‘감김 없음’이 아니라 ‘계속 시도되고 계속 깨지는 감김’의 장입니다. 파편 잡음은 부차가 아니라 주연료입니다.

IV. 물질 순환: 끌어내기·돌려놓기·연결 재작성

• 끌어내기: 국소 장력 상승과 기하 수렴이 바다에서 물질을 뽑아 더 질서 있는 세그먼트로 늘입니다.
• 돌려놓기: 허용 한계를 넘은 세그먼트는 더 퍼진 바다 성분으로 무너집니다.
• 재작성: 전단과 재연결이 연결 토폴로지를 끊임없이 바꾸어 새 통로를 열고 오래된 통로를 닫습니다. 전체 형상은 서서히 드리프트합니다.
• 이중 성분: 방향이 맞는 코히런트 플럭스(뼈대)와 불규칙한 광대역 바닥 잡음(열)이 공존하고, 그 균형이 순간 가소성을 정합니다.

V. 에너지 대차: 저장·방출·전달 — 반복 순환

• 저장: 곡률과 뒤틀림이 장력을 필라멘트 기하의 ‘형상 에너지’로 가둡니다. 전단 스트립은 당길수록 단단해지는 스프링처럼 거동합니다.
• 방출: 재연결이 형상 에너지를 파 패킷과 열로 해제합니다. 실패한 감김의 붕괴도 에너지를 흩어 바닥 잡음을 보강합니다.
• 전달: 에너지는 스케일 사이를 오가며, 미시 패킷이 띠를 먹이고 거시 순환이 힘을 다시 미시로 누릅니다.
• 폐루프: 저장–방출–전달의 순환이 계속되어, 지속 외부 구동 없이도 활동이 유지됩니다. 외부 입력은 순환을 강화할 수 있으나 필수는 아닙니다.

VI. 시간 특성: 간헐·메모리·회복

• 간헐: 재연결과 붕괴는 일정 속도가 아니라 묶음으로 발생합니다.
• 메모리: 강한 사건 뒤 바닥 잡음이 한동안 높게 유지되어 새 감김이 쉽게 실패합니다.
• 회복: 외부 입력이 약해지면 전단 스트립이 낮은 장력으로 이완되고 잡음이 줄지만, 완전한 제로까지는 드뭅니다.

VII. 요약

핵은 스스로를 지탱하는 ‘교반기’처럼 작동합니다. 필라멘트는 감기려다 부서지기를 반복하고, 전단 스트립·재연결 섬광점이 스케일을 이어 줍니다. 장력은 저장–방출–전달 사이를 순환합니다. 불안定 입자의 연속 붕괴가, 비등의 산물이자 지속 요인인 바닥 잡음을 공급합니다.