노벨 물리학상, '블랙홀 연구' 영 펜로즈 등 3명 수상

2020년 노벨 물리학상 공동 수상자로 선정된 독일 천체물리학자 라인하르트 겐첼 씨가 6일 뮌헨 인근 막스플랑크 천체물리학연구소에서 동료들과 기쁨을 나누고 있다.

올해 노벨 물리학상에 영국 로저 펜로즈를 비롯해 미국 앤드리아 게즈,  독일 라인하르트 겐첼 등 3인이 공동 수상했습니다.

스웨덴 왕립과학원 노벨위원회는 6일 '블랙홀'(black hole) 연구에 기여한 공로로 이들을 수상자로 선정했다고 밝혔습니다.

펜로즈는 '블랙홀 특이점 정리' 등을 발표했으며 겐첼과 겐즈는 우리 은하 중심에 블랙홀 등 별들의 궤도 지배 사실을 발견했습니다.

미국의 겐즈는 노벨 물리학상을 받은 역대 4번째 여성이 됐습니다.

영국 옥스포드 대학의 로저 펜로즈(왼쪽부터)와 미국 UCLA 대학의 앤드리아 게즈, 그리고 독일 막스플랑크 연구소의 라인하르트 겐첼이 올해 노벨 물리학상을 수상했다.

수상자에게는 상금 900만 크로나(약 110만 달러)가 주어집니다. 공동 수상일 경우 이를 공평하게 나눕니다.

앞서 올해 노벨 생리의학상은 5일 하비 알터와 찰스 라이스, 마이클 호턴 등 3인이 공동 수상했습니다.

VOA 뉴스

 

노벨물리학상에 '블랙홀 증명' 英 펜로즈 등 3명

노벨 물리학상 수상자들 외쪽부터 로저 펜로즈·앤드리아 게즈·라인하르트 겐첼[EPA=연합뉴스]

천체 물리학자인 영국의 로저 펜로즈(89·옥스퍼드대), 독일 라인하르트 겐첼(68·UC버클리), 미국 앤드리아 게즈(55·UCLA) 등이 올해 노벨 물리학상 수상의 영예를 안았다.

스웨덴 왕립과학원 노벨위원회는 6일(현지시간) 블랙홀 연구에 이바지한 공로로 이들을 수상자로 선정했다고 밝혔다.

노벨위원회는 펜로즈에 대해 일반상대성이론이 블랙홀 형성을 이끈다는 것을 입증했다고 밝혔다.

수학적 계산을 통해 블랙홀이 알베르트 아인슈타인의 일반 상대성이론의 직접적인 결과라는 사실을 밝혀낸 것이다

펜로즈는 스티븐 호킹(2018년 사망)과 함께 '펜로즈-호킹 특이점 정리'(Penrose-Hawking singularity theorems)를 발표한 것으로 유명한 수학자이자 천체물리학자다.

또 수학자였던 아버지와 함께 고안한 '펜로즈의 계단'(2차원 평면에 구현된 3차원의 계단으로 실현 불가능함)으로 대중에게도 널리 알려진 과학자이기도 하다.

노벨위원회는 아인슈타인조차 블랙홀의 존재를 믿지 않았다면서 펜로즈는 아인슈타인이 타계하고 10년 뒤인 1965년 블랙홀이 형성될 수 있다는 것을 입증했으며, 이는 아인슈타인 이후 일반상대성이론에 대한 가장 중요한 기여로 인식된다고 평가했다.

블랙홀의 단면

겐첼과 게즈는 보이지 않고 극도로 무거운 '초대질량 블랙홀'(supermassive compact object. 백색왜성, 블랙홀, 중성자별)이 우리 은하의 중심에 있는 별들의 궤도를 지배한다는 사실을 발견했다고 노벨위원회는 설명했다.

노벨위원회는 겐첼과 게즈가 우리 은하의 중심부에 있는 '궁수자리(Sagittarius) A*'라는 곳에 천착했고 이를 통해 우리 은하의 중심부에 가까운 별들의 궤도가 정밀하게 배치됐으며, 별들을 잡아당기는 보이지 않는 극도로 무거운 '초대질량 블랙홀'을 발견했다고 강조했다.

AP통신은 겐첼과 겐즈는 이상한 현상이 벌어지고 있는 우리 은하의 먼지 덮인 중심부를 주목했고 그것은 블랙홀이었다면서 "그러나 그것은 일반적인 블랙홀이 아니라 태양의 질량보다 400만배 규모의 초대질량 블랙홀"이라고 전했다.

AP통신은 이 같은 연구로 현재의 과학자들이 모든 은하는 초대질량 블랙홀을 갖고 있다는 것을 알게 됐다고 강조했다.

노벨위원회는 "올해 수상자들의 발견은 초질량 고밀도 천체 연구에 새로운 지평을 열었다"며 "이 신비한 천체들은 여전히 많은 질문을 갖게 하며 미래 연구에 동기를 부여한다"고 설명했다.

게즈는 "다른 젊은 여성들에게 동기부여가 됐으면 한다. 많은 즐거움이 있는 분야다. 여러분이 과학에 열정적이라면 이룰 수 있는 것이 많다"고 수상 소감을 밝혔다.

겐즈는 노벨 물리학상을 받은 4번째 여성학자가 됐다.

마리 퀴리가 라듐 발견으로 여성으로 최초로 1903년 노벨 물리학상을 받은 데 이어 마리아 메이어(1963), 도나 스트리클런드(2018) 등이 뒤를 이었다.

수상자에게는 상금 900만크로나(약 10억9천만원)가 주어진다.

상금의 절반은 펜로즈에게, 나머지 절반은 겐첼과 게즈에게 돌아간다.

노벨상 시상식은 그동안 매년 12월 10일 스웨덴 스톡홀름에서 열렸지만 올해는 신종 코로나바이러스 감염증(코로나19) 여파로 온라인으로 대체된다.

전날 생리의학상으로 시작된 올해 노벨상 발표는 이날 물리학상에 이어 7일 화학상, 8일 문학상, 9일 평화상, 12일 경제학상 등의 순으로 이어진다.

지난해에도 캐나다계 미국인 제임스 피블스, 스위스의 미셸 마요르, 디디에 쿠엘로 등 3명의 천체 물리학자가 우주 진화의 비밀과 우주 내 지구의 위상을 이해하는 데 기여한 공로를 노벨 물리학상을 받은 바 있다.

영국의 로저 펜로즈, 독일 라인하르트 겐첼, 미국 앤드리아 게즈 등이 올해 노벨 물리학상 수상의 영예를 안았다. 스웨덴 왕립과학원 노벨위원회는 6일(현지시간) 블랙홀 연구에 기여한 공로로 이들을 수상자로 선정했다고 밝혔다. 

 

'블랙홀과 우리은하 최대비밀' 파헤친 과학자들에 노벨물리학상

노벨 물리학상 수상자 (왼쪽부터)로저펜로즈, 라인 하르트 겐젤, 안드레아 게즈

아인슈타인의 일반상대성 이론을 토대로 블랙홀의 모습과 형성 과정을 수학적으로 기술하고, 우리은하 중심부에 태양 질량 400만배나 되는 초대형 블랙홀이 존재한다는 사실을 밝혀낸 과학자들이 올해 노벨물리학상 수상의 영예를 안았다.

스웨덴 왕립과학원 노벨위원회는 6일(현지시간) 우주에서 가장 신기한 현상 중 하나인 블랙홀 연구에 기여한 영국의 로저 펜로즈(89), 독일 라인하르트 겐첼(68), 미국 앤드리아 게즈(55) 등 3명의 과학자를 올해 노벨물리학상 수상자로 선정했다고 밝혔다.

이들의 수상 업적은 아인슈타인이 1915년 내놓은 일반상대성 이론에 뿌리를 두고 있다.

펜로즈 교수는 1965년 발표한 논문에서 일반상대성 이론이 사실이라면 블랙홀이 실제로 만들어질 수 있다는 사실을 독창적인 수학적 기법으로 증명해냈다.

블랙홀은 빛을 포함해 일정 영역 안으로 접근하는 모든 것을 흡수하고, 중심부에는 현재 알려진 모든 자연법칙이 적용되지 않는 특이점(singularity)이 존재하는 초거대 질량의 천체로, 아인슈타인 본인조차 실제 존재할 것으로 믿지 않았다고 알려져 있다.

이런 블랙홀이 실제로 만들어질 수 있다는 것을 수학적으로 설명한 펜로즈 교수의 업적은 아인슈타인이 일반상대성 이론을 발표한 이후 이 이론이 확고하게 자리 잡는 데 가장 크게 기여한 업적으로 평가받고 있다.

한국천문연구원 손봉원 책임연구원은 "펜로즈 교수는 스티븐 호킹 박사와 함께 블랙홀 중심부의 특이점 논문을 발표한 것으로 유명하다"며 호킹 박사가 살아 있었다면 공동 수상 가능성도 있었을 것이라고 말했다.

라인하르트 겐첼 교수와 앤드리아 게즈 교수는 이런 블랙홀이 실제로 우리은하 중심부에 존재한다는 사실을 밝혀낸 과학자들이다.

이들은 1990년대 초부터 유럽남천문대(ESO)의 천체망원경 등을 이용해 우리은하의 중심방향인 궁수자리 A(Sagittarius A) 주변 별들을 적외선으로 관측, 우리은하 중심부에 질량이 태양의 400만배에 달하는 초대형 블랙홀이 존재한다는 사실을 밝혀냈다.

우리은하 중심 주변 별들을 공전 등으로 관찰한 결과 실제 가시광선 등으로 관측되지는 않지만, 중심부에 거대한 질량의 천체가 있어야만 설명이 되는 움직임이 관측됐으며, 이런 움직임은 바로 일반상대성 이론과 펜로즈 교수의 설명과 일치하는 블랙홀이 있어야만 가능하다는 것이다.

손 연구원은 "(우리은하 중심부에 있는 것이) 블랙홀이 아닌 다른 물체라고 하면 지금 관측되는 공전운동 속도나 궤도보다 별들의 공전운동 주기가 훨씬 길고 훨씬 바깥쪽에서 관측돼야 한다"며 "지금 관측 결과는 블랙홀 외에는 설명한 방법이 없다"고 말했다.

올해 노벨물리학상 수상 업적의 절반은 펜로즈 교수에게, 나머지 절반은 겐첼 교수와 게즈 교수에게 4분의 1씩 돌아갔다.

올해 수상자들이 밝혀낸 블랙홀은 현재 인류가 사는 우주가 어떤 과정을 통해 지금의 모습으로 진화했는지 설명하는 데 크게 기여했지만 블랙홀은 여전히 인류에게 많은 의문을 남기고 있다.

손 연구원은 "블랙홀이 실제로 존재하고 우리가 알고 있는 현상들을 만들어낸다면, 아인슈타인의 일반 상대성 이론이 궁극적으로 우주를 설명하는 옳은 방법이었다는 중요한 증거가 된다"며 "뉴턴의 중력 이론보다 자연을 정확히 설명하는 것으로 볼 수 있다"고 말했다.

scitech@yna.co.kr