4.11 블랙홀의 행방: 단계, 임계, 최종상

목차 ／ 제4장: 블랙홀 (V5.05)

블랙홀은 변하지 않는 ‘검은 껍질’이 아닙니다. 수명 곡선이 있습니다. 공급이 넉넉하면 강하게 ‘일’하고, 공급이 줄면 스며나옴과 느린 방출이 앞섭니다. 끝내 뚜렷한 임계선을 넘으면(외측 임계 띠가 물러나면) 두 가지 결말이 드러납니다. 곧 재핵화(지평선이 없는 초고밀도 항성체)와 진한 수프 상태(지평선이 없고 통계적 인력이 지배하는, 고밀도 ‘에너지 바다’ 응집)입니다.

I. 단계: 적극 공급에서 스며나옴 우세의 쇠퇴로

적극 공급 단계에서는 외측 임계 띠가 탄성은 있으나 대체로 안정적입니다. 천이대의 ‘피스톤’이 자주 작동하고, 핵에서는 전단과 재결합이 빈번합니다. 세 탈출 경로가 공존하며 번갈아 우세해집니다. 회전과 기하가 맞으면 축방향 관통(제트)이 길고 강하게 유지됩니다. 각운동량이 원반면으로 치우치면 가장자리 띠형 준임계(원반 바람·재처리)가 강세를 보입니다. 배경 잡음이 높고 외란이 잦으면 순간 포어의 ‘느린 누출’이 군집해 나타납니다. 관측적으로는 안정적 주 링과 보이는 서브 링, 장수 밝은 섹터가 공존하고, 편광은 부드러운 비틀림에 띠형 뒤집힘이 섞입니다. 시간축에서는 디스퍼전 보정 뒤에도 거의 동시인 공통 계단과 에코 열이 이어집니다.

스며나옴 우세의 쇠퇴 단계에서는 외부 공급이 줄어듭니다. 핵은 여전히 끓지만 장력 예산이 누출로 소진됩니다. 외측 임계 평균 문턱이 내려가고 ‘호흡’의 폭이 줄며, 천이대는 엔진보다 감쇠기로 행동합니다. 축방향 관통은 자립이 어려워지고, 가장자리 띠가 주력이 되며, 포어는 낮은 진폭의 장기 바닥 방출을 담당합니다. 그 결과 링은 어둡고 얇아지고, 서브 링은 잘 켜지지 않습니다. 편광의 부드러운 비틀림은 남지만 띠형 뒤집힘은 줄고, 공통 계단의 진폭은 작아지며 에코 포락은 길고 얕아집니다. 이 전환은 스위치가 아니라 통계적 무게중심의 이동으로, 더 쉬운 길이 더 많은 몫을 가져갑니다.

II. 임계: 탈임계(외측 임계 띠의 전면 퇴장)

판별 기준: 링을 거의 한 바퀴 도는 대부분의 방위에서, 바깥을 향한 최소 필요 속도가 국소 전파 상한을 더 이상 넘지 않으며, 그 상태가 ‘피부’ 회복 시간과 천이대 기억 시간보다 오래 지속됩니다. 전역 게이트는 사라집니다. 강한 사건이 일어나도 디스퍼전 보정 이후 거의 같은 창의 공통 계단이 재현되지 않고, 링 너비의 짝지어진 미세 확장·회수가 더는 나타나지 않습니다. 기하 축적기는 사라져, 핵 근방 영상에서 안정적 주 링과 되풀이되는 서브 링 족보가 보이지 않고 ‘접힘 증폭기’가 멎습니다.

넘어서는 이유: 예산 고갈—장기 누출과 감소하는 공급이 장력을 외측 유지 한계 아래로 내립니다. 기하 둔화—천이대 전단 정렬 길이가 짧아져, 줄무늬가 오래가는 저임피던스 회랑으로 엮이지 못하고, 강한 사건에 대한 피부의 집단 응답이 꺼집니다. 축 편향 약화—스핀이 약해지거나 재정렬되어, ‘자연스레 쉬운’ 축 통로가 장수 관통을 지탱하지 못합니다.

임계 통과 징후: 주 링이 급히 희미·헐거워지고, 서브 링이 사라집니다. 편광 무늬는 ‘조직적’에서 ‘저질서’로 바뀌고, 공통 계단이 사라져 각 밴드 고유의 느린 표류만 남습니다. 이후 강한 재공급이 없다면 반등하지 않습니다.

III. 결말 A: 재핵화(지평선 없는 초고밀 항성체)

조건: 외측 띠가 물러난 뒤에도 내측 임계 띠가 더 안쪽으로 오그라들며, 핵 장력이 안정적 감김을 다시 자립시킬 만큼 낮아집니다. 감김이 견고한 링으로 닫히고, 해체 사건이 줄며, 불안정 입자 비율이 바닥 소음을 떠받치지 못할 수준으로 떨어집니다. 기하는 **‘단단한 코어 – 부드러운 껍질’**로 재구성되어, 하중을 지탱하는 중심 구조 위에 더 얇은 ‘에너지 바다’(Energy Sea) 외피가 걸립니다.

관측 특징: 안정적 주 링·서브 링이 더는 보이지 않고, 내부 기하가 정한(접힘 축적이 아닌) 컴팩트 핵점이나 작은 내측 밝은 링이 나타납니다. 가장자리 장수 밝은 섹터는 없습니다. 편광은 중간 정도, 위치각은 더 오래 안정, 띠형 뒤집힘은 드뭅니다. 방향성은 더 견고한 근핵장의 기하를 반영합니다. 시간축에서는 전역 게이트가 사라져 표면·천이 얕은 층의 마이크로 플레어가 주도하고, 에코는 피부 반발이 아닌 표면 반발에 가까운 얕은 형태입니다. 스펙트럼에서는 재처리가 줄고, 경·연성 결합이 더 직접적입니다. 낙하 덩어리가 있으면 임계형 계단이 아니라 ‘리바운드’형 잔광이 나타납니다. 환경은 대개 제트가 꺼지고, 때로 약하고 안정된 자기화 외류가 남지만 출력이 낮고 콜리메이션이 좋지 않습니다.

물리상: 재핵화는 보통 별로의 회귀가 아니라, 지평선 없는 초고밀 상태입니다. 오래 사는 안정 감김이 단단한 골격을 이루어 하중과 유도를 맡고, 에너지 교환은 피부 게이트가 아니라 (준)표면에서 이뤄집니다.

IV. 결말 B: 진한 수프(지평선 없고 통계적 인도가 지배하는 상태)

조건: 외측 띠는 물러났지만 내측 임계는 충분히 수축하지 않았습니다. 장력은 지평선 형성에 못 미치되, 광범위한 안정 감김을 억제할 만큼은 남아 있습니다. 불안정이 상수화되어, 단명 감김이 끊임없이 생·멸하며 그 분사로 진한 수프가 유지됩니다. 딱딱한 표면이 없으므로, 다수의 순간적 인력이 중첩되어 장력에 매끈하고 깊은 통계적 바이어스를 만들고, 운동을 강하게 인도합니다.

관측 특징: 안정적 주 링이 없고, 핵역은 낮은 면광도 할로로 보이며 뚜렷한 핵점이 결여되기 쉽습니다. 밝기는 바깥 재처리 껍질로 이동하여, 확산광과 안개 같은 외류가 동반됩니다. 편광은 낮음–중간, 위치각은 구간적으로 변하고, 뒤집힘 띠는 짧고 들쭉날쭉하여 재핵화 때보다 질서가 낮습니다. 시간축에는 공통 계단이 없고, 느린 상승과 긴 잔광 위에 잦은 저진폭 반짝임(바닥 소음 기원)이 얹힙니다. 스펙트럼은 두껍고 재처리 우세, 선은 약하고 플라즈마 진단선은 드뭅니다. IR–sub-mm 대역의 넓고 저대비 베이스가 솟습니다. 환경·동역학에서는 광각 바람, 거품 구조, 온 가스 껍질이 두드러지며, 질량/광도 비가 높고, 렌즈 효과와 근접 궤도가 “어둡지만 무거운” 깊은 퍼텐셜을 가리킵니다.

물리상: 이것은 에너지 바다의 조밀한 응집체입니다. 안정 감김이 오래 지속되기 어렵고, 운반자는 성글고 취약하며, 코히런트 복사는 조직되기 힘듭니다. 에너지 교환은 광역 재분배와 재처리가 주도합니다. 결과적으로 어둡지만 무겁습니다 — 겉보기로는 근핵이 비어 보이나, 바깥으로는 강한 중력을 드러냅니다.

V. 우주적 전망: 식어 가는 배경에서의 전형적 배열

1. 공급은 결국 마릅니다. 냉각·희석되는 우주에서는 신선한 물질과 강한 외란이 줄어들고, 스며나옴이 주도합니다.
2. 작은 것이 먼저, 큰 것이 나중에 탈임계. 길이 짧고 ‘피부’가 가볍고 천이대가 얇은 저질량체가 더 일찍, 경로가 길고 ‘피부’가 무겁고 천이대가 두꺼운 고질량체가 더 늦게 문턱을 넘습니다.
3. 분기 성향:
   • 재핵화는 장력이 충분히 낮아지고, 방향 구조가 안정되며, 불안정 입자 바닥 소음이 빠르게 줄 때 우세합니다.
   • 진한 수프는 장력 하강이 제한적이고, 불안정 생성이 살아 있으며, 가장자리 전단이 장기화할 때 머뭅니다.
4. 집단 진화: 초기에 강한 제트 집단이 먼저 제트를 잃고 가장자리 띠·느린 누출로 선회합니다. 이후 소수의 재핵화와 다수의 진한 수프로 갈라지며, 둘 다 더는 ‘지평선급’ 게이트를 갖지 않습니다.

이는 단일 원천의 시간표가 아니라 확률적 순서입니다. 식어가는 우주에서는 탈임계가 거의 불가피하며, 그다음 어디로 갈지는 남은 장력 예산, 내측 임계 수축의 깊이, 불안정 입자 바닥 소음을 얼마나 억눌렀는지에 달려 있습니다.