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노벨 물리학상은 블랙홀
노벨 물리학상은 블랙홀
  • 차병선 기자
  • 승인 2021.01.08 14:22
  • 댓글 0
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스웨덴 왕립 과학 아카데미 (Royal Swedish Academy of Sciences)는 2020 년 노벨 물리학상을 옥스포드 대학교의 로저 펜로즈(Roger Penrose), UCLA의 앤드리아 게즈(Andrea Ghez), 독일 막스 플랑크 외계 물리학 연구소의 라인하르트 겐첼(Reinhard Genzel) 등 세 명의 천체 물리학자에게 수여했다. 이 상은 블랙홀, 특히 우리 은하의 중심에 있는 블랙홀에 대한 선구적인 업적을 인정해서 주어졌다. 이 초대형 물체는 빛을 포함하여 가까이 다가오는 모든 것을 삼켜 버린다.
상금의 절반은 아인슈타인의 일반 상대성 이론의 틀 안에 블랙홀이 존재한다는 것을 증명하기 위해 복잡한 수학적 모델을 고안 한 펜로즈에게 돌아간다. 아인슈타인이 사망 한 지 10 년 후인 1965 년에 펜로즈는 이러한 모델을 사용하여 블랙홀을보다 명확하게 정의했다. 그의 획기적인 성과는 여전히 아인슈타인 이후 일반 상대성 이론에 가장 중요한 공헌으로 간주된다.
라인하르트 겐첼와 앤드리아 게즈는 은하 중심에 있는 블랙홀인 궁수 자리A* (Sagittarius A*) 에 대한 별도의 작업으로 나머지 상금을 받는다. 게즈는 1903 년 마리 퀴리(Marie Curie), 1963 년 마리아 괴퍼트메이어(Maria Goeppert Mayer), 2018 년 도나 스트리클런드(Donna Strickland)에 이어 물리학 노벨상을 수상한 네 번째 여성이다.
궁수 자리 A *는 태양보다 400 만 배 이상 더 크고 우주 가스 구름으로 덮여 있다. 그러나 겔젤과 게즈는 세계에서 가장 큰 망원경과 적외선 관측 도구를 사용하여 가스를 뚫고 은하수의 중심을 더 잘 볼 수 있도록 하는 새로운 전술을 고안했다. 노벨위원회는 “우리 은하수 중심에 있는 초대형 블랙홀에 대한 가장 확실한 증거를 우리에게 제공했다”고 말했다.
구체적으로, 그들은 은하 중심에 가장 가깝고 가장 밝은 별을 매핑하여 그 중심에 있을 수 있는 것이 무엇인지 밝혔다. 두 천체 물리학자는 각기 다른 팀과 연구하며, S2와 같은 구체를 보았다. 이는 태양보다 15배나 큰 화염 가스 구체이며 은하수 중심을 빠른 속도로 돌고 있었다.
복스(Vox)에 따르면 S2는 시속 1,770 만 km로 공전하는 경향이 있는데, 이는 지구가 태양을 공전하는 것보다 200 배 빠른 속도다. 하지만 작년에 두 팀은 블랙홀의 강력한 인력 때문에 S2가 시속 2,400 만 km (초당 6,900 km)을 넘는 모습을 보여주었다. 이 수치는 블랙홀에 관한 아인슈타인의 일반 상대성 이론을 다시 한 번 확증 할 수 있게 해주었다. 특히 블랙홀은 실제로 우리 은하의 한가운데에 있다.
“올해 수상자들의 발견은 소형 및 초대형 물체 연구에서 새로운 지평을 열었다”고 데이비드 해빌랜드( David Haviland) 노벨위원회 물리분과 위원장은 노벨상 발표에서 말했다. 그는 또 이러한 이국적인 물체를 더 잘 이해하기 위해서는 훨씬 더 많은 연구가 필요하다고 지적했다. 예를 들어 이벤트 호라이즌 망원경은 2019 년 최초의 블랙홀 이미지를 해결했다. 게즈, 겐젤, 펜로즈는 수학이나 간접 증거로 블랙홀을 증명했지만, 향후 10년 내에는 망원경을 이용해 우리 은하의 중심을 시각화할 수 있을 것이다.

 

 

차병선 기자 acha@hmgp.co.kr

 


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