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블랙홀의 존재 입증한 펜로즈·겐첼·게즈…올해 노벨물리학상(종합)

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블랙홀의 존재 입증한 펜로즈·겐첼·게즈…올해 노벨물리학상(종합)

2020.10.06 20:00
아인슈타인의 일반상대성 확고한 뒷받침
스웨덴 카롤린스카 의대 노벨위원회가 2020 노벨물리학상 수상자를 발표했다. (왼쪽부터) 로저 펜로즈 옥스퍼드대 교수(89), 라인하르트 겐첼 독일 막스플랑크 외계물리학 연구소장(68), 앤드리아 게즈 로스앤젤레스 캘리포니아대 교수(55). 노벨위원회 제공
스웨덴 왕립과학원 노벨상위원회가 2020년 노벨물리학상 수상자를 발표했다. 왼쪽부터 차례대로 로저 펜로즈(89) 옥스퍼드대 교수, 라인하르트 겐첼(68) 독일 막스플랑크 외계물리학연구소장, 앤드리아 게즈(55) 로스앤젤레스 캘리포니아대(UCLA) 교수. 노벨상위원회 제공

2020년 노벨물리학상 수상의 영예는 블랙홀의 존재를 확인하며 우주의 비밀을 한 꺼풀 더 벗겨낸 3명의 과학자에게 돌아갔다. 특히 올해 물리학상은 알베르트 아인슈타인의 일반상대성 이론을 이론적으로, 또 실험적으로 입증한 과학자들에게 수여돼 ‘아인슈타인 헌정상’으로도 불릴 만하다. 


스웨덴 왕립과학원 노벨상위원회는 로저 펜로즈(89) 영국 옥스퍼드대 교수, 라인하르트 겐첼(68) 독일 막스플랑크 외계물리학연구소장 겸 미국 버클리캘리포니아대(UC버클리) 교수 그리고 앤드리아 게즈(55) 미국 로스앤젤레스 캘리포니아대(UCLA) 교수 등 3명을 올해 노벨물리학상 수상자로 선정했다고 6일(현지시각) 밝혔다.


펜로즈 교수는 우주에서 블랙홀이 형성될 수 있음을 이론적으로 증명해 아인슈타인의 일반상대성 이론을 처음으로 검증한 공로가 인정받았다.

 

아인슈타인은 1916년 일반상대성 이론을 발표했지만, 정작 본인은 블랙홀의 존재를 믿지 않았다. 펜로즈 교수는 아인슈타인이 사망한 지 10년이 지난 1965년 일반상대성 이론을 토대로 공간에 모든 것을 빨아들이는 점이 수학적으로 있을 수 있다는 사실을 증명했고, 이는 곧 블랙홀이 존재함을 의미했다. 


펜로즈 교수는 1960년대 말 고(故) 스티븐 호킹 박사와 공동 논문을 발표하며 ‘호킹-펜로즈’ 이론을 낸 것으로도 유명하다. 이 이론 역시 아인슈타인의 일반상대성 이론이 맞는다면 우주는 반드시 특이점(Singularity)으로부터 시작했을 것이라는 이론을 수학적으로 증명한 것이다. 


겐첼 소장과 게즈 교수는 1990년대 중반부터 우리은하 중심에 있는 초대질량 블랙홀을 연구해왔다. 특히 이런 초대질량 블랙홀 주위를 도는 별이 아인슈타인의 일반상대성 이론이 예견한 대로 궤도를 그리고 있다는 사실을 망원경으로 처음 관측해 학계의 주목을 받았다. 그간 이론적으로만 존재 가능성이 입증됐던 블랙홀의 존재가 처음으로 관측된 것이다. 


노벨상위원회도 두 사람의 관측 덕분에 우리은하 중심에 엄청나게 무거운 별이 존재한다는 사실이 처음 확인됐고, 이는 현재 초대질량 블랙홀의 존재를 설명할 수 있는 유일한 증거라고 선정 이유를 밝혔다.  


겐첼 소장의 제자인 박수종 경희대 물리학과 교수는 “우리은하 중심에 있는 별을 관측해 내부에 블랙홀이 존재하고 있음을 증명했다”며 “이는 블랙홀의 존재를 확인한 가장 결정적인 증거”라고 설명했다. 


올해 수상자에는 여성 물리학자인 게즈 교수가 포함된 점도 눈길을 끈다. 게즈 교수는 여성 물리학자로는 마리 퀴리(1903년), 마리아 괴퍼트 메이어(1963년), 도나 스트리클런드(2018년)에 이어 네 번째 수상자로 기록됐다. 


올해 노벨물리학상 수상자 3명은 1000만 스웨덴크로네(약10억9200만원)의 상금을 나눠 갖는다. 펜로즈 교수가 500만 스웨덴 크로네를, 나머지 두 수상자가 나머지 500만 스웨덴 크로네를 반씩 나눠 갖는다.  


매년 시상식은 알프레드 노벨의 기일인 12월 10일 스웨덴 스톡홀름에서 연회와 함께 열리지만, 올해는 신종 코로나바이러스 감염증(COVID-19·코로나19)으로 인해 취소됐다. 대신 수상자들이 자국에서 상을 받는 장면을 TV로 중계한다.


 

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