노벨물리학상 2020 --블랙홀 물리 이야기

올해 노벨물리학상은 Roger Penrose (1931-), Reinhard Genzel(1952-), Andrea Ghez(1965-)에 돌아갔습니다.

펜로즈는 1964년 논문에서 중력적 붕괴에 의한 블랙홀 생성에 대해 발표하였고 그 결과 올해 노벨상의 주인공이 되었습니다.
https://journals.aps.org/.../10.1103/PhysRevLett.14.57

"펜로즈-호킹의 특이점 정리"는 이 결과에 호킹의 아래 박사학위 논문(1966)에서 밝힌 timelike singularity (흔히 빅뱅 특이점이라고 부르는 그것) 내용을 포함하여 부르는 이름입니다. 제 생각에 올해 노벨상은 호킹 선생님이 살아계신다고 해도 반드시 수여되지는 않았을 것 같습니다. 물론 3인 룰 등 비과학적인 조건도 있구요.

https://cudl.lib.cam.ac.uk/view/MS-PHD-05437/101

아래 그림은 펜로즈의 논문에서 가져온 것으로 물질이 중력적으로 수축하여 소위 traped surface를 형성하고 결국 특이점을 갖는 블랙홀로 진화하는 것을 보여주고 있습니다.




겐젤과 게즈는 관측 천문학자로 우리 은하 중심에 있는 거대 블랙홀 주변을 움직이는 별의 운동을 오랫동안, 정밀하게 추적하여 알아낸 공로를 인정 받았습니다.

아래는 1995-2014년에 걸쳐 관측한 별의 궤도와 이로 부터 추론한 거대 블랙홀의 위치를 표시하고 있습니다.



동영상은 아래 링크에서 다운받아 보실 수 있습니다.

http://www.astro.ucla.edu/~ghezgroup/gc/animations.html


라플라스가 1799년 아래 처럼 썼다고 하는데요, 같은 원리로 블랙홀을 발견한 것이니 늦었지만 라플라스에게도 영광을 돌려야겠습니다.

"... we could have no information from light; If any other luminous bodies would happen to revolve around them we might still perhaps from the motions of these revolving bodies infer the existence of the central ones with some degree of probability."

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Physics

\begin{eqnarray} \hbar c =197.3 \text{MeV fm}\\ (\hbar c)^2=0.389 \rm{GeV}^2 \rm{mb}\\ 1.0{\rm pb}=\frac{2.568\times 10^{-3}}{\rm TeV^2}\\ =10^{-40} {\rm m}^2 \end{eqnarray}

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