포스트

천체물리학의 노벨상 역사

천체물리학의 노벨상 역사

1936

  • 수상자: 빅터 헤스, 칼 앤더슨
  • 노벨 인용문: “for his discovery of cosmic radiation” / “for his discovery of the positron”
  • 천체물리학 연결고리: 헤스의 우주선 발견은 고에너지 방사선이 지구 대기가 아니라 우주에서 기원함을 처음으로 입증했으며, 앤더슨의 양전자 발견은 우주선 실험을 통해 반입자 물리와 천체입자물리의 출발점을 마련했다.
그림 1. 빅터 헤스(왼쪽)와 칼 앤더슨(오른쪽) 사진
그림 1. 빅터 헤스(왼쪽)와 칼 앤더슨(오른쪽) 사진

출처: https://www.nobelprize.org/prizes/physics/1936/summary/?utm_source

Cosmic ray
그림 2. 우주선 발견(1912): 고도가 높아질수록 증가하는 방사선은 그 기원이 우주에 있음을 보여주었다.
Antimatter
그림 3. 양전자 발견(1932): 자기장 속 클라우드 챔버에서 관측된 곡선 궤적을 통해 최초의 반입자가 확인되었다.

출처: https://www.slideserve.com/jana/cosmic-rays

1948

  • 수상자: 패트릭 블래켓
  • 노벨 인용문: “for his development of the Wilson cloud chamber method, and his discoveries therewith in the fields of nuclear physics and cosmic radiation”
  • 천체물리학 연결고리: 블래켓의 윌슨 구름상자 방법 발전은 우주선 입자의 궤적을 정밀하게 관측하는 길을 열어 우주선 상호작용과 고에너지 입자 현상을 규명하는 핵심 실험 기법을 제공했다.
Patrick Blackett
그림 4. 패트릭 블래켓
Cloud chamber
그림 5. 윌슨 구름상자 사진


왼쪽 사진 출처: https://rinconeducativo.org/en/anniversaries/july-13-1974-death-patrick-blackett-known-work-cloud-chamber-cosmic-rays/

오른쪽 사진 출처: https://chambrebrouillard.wifeo.com/history-and-achievements.php

1967

  • 수상자: 한스 베테
  • 노벨 인용문: “for his contributions to the theory of nuclear reactions, especially his discoveries concerning the energy production in stars”
  • 천체물리학 연결고리: 베테는 항성이 핵융합 반응(pp-반응과 CNO 순환)으로 에너지를 생성한다는 이론을 확립해 항성 구조와 진화 연구의 물리적 토대를 세웠다.
Patrick Blackett
그림 6. 한스 베테
Cloud chamber
그림 7. P-P 반응, CNO 순환 반응


왼쪽 사진 출처: https://www.nobelprize.org/prizes/physics/1967/summary

오른쪽 사진 출처: https://cbiz.chosun.com/svc/bulletin/bulletin_art.html?contid=2020112701876

1970

  • 수상자: 하네스 올펀
  • 노벨 인용문: “for fundamental work and discoveries in magnetohydro-dynamics with fruitful applications in different parts of plasma physics”
  • 천체물리학 연결고리: 올펀은 자기유체역학과 올펀파 개념을 통해 태양풍·자기권·우주 플라즈마의 전자기 유체 거동을 설명하는 이론적 기반을 구축했다.
Patrick Blackett
그림 8. 하네스 올펀
Cloud chamber
그림 9. Coronal hole에서 방출되는 고속 태양풍 흐름에 의해 운반된 올펀파(Alfvén waves)가 대규모 열권 중력파를 발생시키는 과정을 보여줌.도식적 삽화.


왼쪽 사진 출처: https://en.wikipedia.org/wiki/Hannes_Alfv%C3%A9n

오른쪽 사진 출처: https://www.nature.com/articles/srep18895

1974

  • 수상자: 마틴 라일, 앤터니 휴이시
  • 노벨 인용문: “for their pioneering research in radio astrophysics: Ryle for his observations and inventions, in particular of the aperture synthesis technique, and Hewish for his decisive role in the discovery of pulsars”
  • 천체물리학 연결고리: 라일의 구경합성 간섭계는 전파천문 해상도를 혁신했고, 휴이시의 펄서 발견은 회전하는 중성자별이라는 새로운 천체를 열어 전파천문학을 정밀 천체물리의 중심 무대로 끌어올렸다.
Antony Hewish
그림 10. 앤터니 휴이시
One-Mile Telescope
그림 11. 케임브리지 One-Mile Telescope. 구경합성 전파천문 기술을 상징하는 대표 장치.


왼쪽 사진 출처: https://en.wikipedia.org/wiki/Antony_Hewish

오른쪽 사진 출처: https://en.wikipedia.org/wiki/One-Mile_Telescope

1978

  • 수상자: 아르노 펜지어스, 로버트 윌슨
  • 노벨 인용문: “for their discovery of cosmic microwave background radiation”
  • 천체물리학 연결고리: 우주 마이크로파 배경복사의 발견은 빅뱅우주론의 핵심 예측을 관측으로 확증하여 현대 우주론을 관측 중심의 정량 과학으로 전환시키는 결정적 계기가 되었다.
Arno Penzias
그림 12. 아르노 펜지어스
Cosmic microwave background
그림 13. 우주 마이크로파 배경복사(CMB) 전천 지도.


왼쪽 사진 출처: https://en.wikipedia.org/wiki/Arno_Allan_Penzias

오른쪽 사진 출처: https://en.wikipedia.org/wiki/Cosmic_microwave_background

1983

  • 수상자: 수브라마니안 찬드라세카르, 윌리엄 파울러
  • 노벨 인용문: “divided equally between Subrahmanyan Chandrasekhar ‘for his theoretical studies of the physical processes of importance to the structure and evolution of the stars’ and William A. Fowler ‘for his theoretical and experimental studies of the nuclear reactions of importance in the formation of the chemical elements in the universe’”
  • 천체물리학 연결고리: 찬드라세카르는 백색왜성 한계질량 등 항성 구조·진화 이론을 정립했고, 파울러는 별 내부와 폭발 환경의 핵반응을 통해 원소합성 경로를 규명하여 별의 생애와 우주 화학 진화를 연결하는 틀을 완성했다.
Subrahmanyan Chandrasekhar
그림 14. 수브라마니안 찬드라세카르
Stellar nucleosynthesis
그림 15. 항성 내부의 핵에너지 생성과 원소합성 모식도.


왼쪽 사진 출처: https://en.wikipedia.org/wiki/Subrahmanyan_Chandrasekhar

오른쪽 사진 출처: https://en.wikipedia.org/wiki/Stellar_nucleosynthesis

1993

  • 수상자: 러셀 헐스, 조지 테일러 Jr.
  • 노벨 인용문: “for the discovery of a new type of pulsar, a discovery that has opened up new possibilities for the study of gravitation”
  • 천체물리학 연결고리: 쌍성 펄서의 궤도 주기 감소 관측은 중력파 방출의 간접 증거를 제공해 일반상대성이론을 강한 중력장 천체에서 정밀 검증하는 길을 열었다.
Joseph Hooton Taylor Jr.
그림 16. 조지 테일러 Jr.
Binary pulsar
그림 17. 쌍성 펄서 계의 시각화. 궤도 붕괴 측정은 중력파 방출의 간접 증거를 제공했다.


왼쪽 사진 출처: https://en.wikipedia.org/wiki/Joseph_Hooton_Taylor_Jr.

오른쪽 사진 출처: https://en.wikipedia.org/wiki/Binary_pulsar

2002

  • 수상자: 레이먼드 데이비스 Jr., 고시바 마사토시, 리카르도 자코니
  • 노벨 인용문: “one half jointly to Raymond Davis Jr. and Masatoshi Koshiba ‘for pioneering contributions to astrophysics, in particular for the detection of cosmic neutrinos’ and the other half to Riccardo Giacconi ‘for pioneering contributions to astrophysics, which have led to the discovery of cosmic X-ray sources’”
  • 천체물리학 연결고리: 데이비스와 고시바의 우주 중성미자 검출은 태양 내부와 초신성 폭발을 입자 신호로 ‘직접’ 들여다보게 했고, 자코니의 X선 천문학 개척은 고에너지 천체의 새로운 관측 창을 열어 현대 고에너지 천체물리학의 기반을 세웠다.
Riccardo Giacconi
그림 18. 리카르도 자코니
Super-Kamiokande detector
그림 19. Super-Kamiokande 검출기 내부. 우주 중성미자 연구를 대표하는 상징적 장치.


왼쪽 사진 출처: https://en.wikipedia.org/wiki/Riccardo_Giacconi

오른쪽 사진 출처: https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Super_Kamiokande,_1_to_135th.jpg

2006

  • 수상자: 존 매더, 조지 스무트
  • 노벨 인용문: “for their discovery of the blackbody form and anisotropy of the cosmic microwave background radiation”
  • 천체물리학 연결고리: COBE 관측으로 CMB가 거의 완벽한 흑체 스펙트럼임이 확인되고 미세 이방성이 측정되면서 초기 우주의 밀도요동이 구조 형성으로 이어진다는 정밀우주론의 핵심 증거가 확립되었다.
George Smoot
그림 20. 조지 스무트
Cosmic Background Explorer
그림 21. COBE(Cosmic Background Explorer) 위성 모형.


왼쪽 사진 출처: https://en.wikipedia.org/wiki/George_Smoot

오른쪽 사진 출처: https://en.wikipedia.org/wiki/Cosmic_Background_Explorer

2011

  • 수상자: 솔 펄머터, 브라이언 슈밋, 아담 리스
  • 노벨 인용문: “for the discovery of the accelerating expansion of the Universe through observations of distant supernovae”
  • 천체물리학 연결고리: Ia형 초신성의 거리 지표 관측은 우주 팽창이 가속되고 있음을 보여주어 암흑에너지라는 새로운 우주 구성요소를 도입하게 만들었고, 우주론의 표준 모형을 재정의하는 전환점을 제공했다.
Saul Perlmutter
그림 22. 솔 펄머터
Type Ia supernova
그림 23. Ia형 초신성의 폭발 상상도.


왼쪽 사진 출처: https://en.wikipedia.org/wiki/Saul_Perlmutter

오른쪽 사진 출처: https://en.wikipedia.org/wiki/Type_Ia_supernova

2015

  • 수상자: 카지타 다카아키, 아서 맥도널드
  • 노벨 인용문: “for the discovery of neutrino oscillations, which shows that neutrinos have mass”
  • 천체물리학 연결고리: 중성미자 진동의 발견은 태양·대기 중성미자 문제를 근본적으로 해결하면서 우주에서 생성된 중성미자 신호를 통해 천체 현상을 해석하는 입자천체물리학의 범위를 크게 확장했다.
Takaaki Kajita
그림 24. 카지타 다카아키
Neutrino oscillation diagram
그림 25. 중성미자 진동 개념도. 전파 중 flavor 상태가 서로 변환될 수 있음을 보여준다.


왼쪽 사진 출처: https://en.wikipedia.org/wiki/Takaaki_Kajita

오른쪽 사진 출처: https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Oscilace_elektronov%C3%A9ho_neutrina2.png

2017

  • 수상자: 레이너 바이스, 배리 배리시, 킵 손
  • 노벨 인용문: “for decisive contributions to the LIGO detector and the observation of gravitational waves”
  • 천체물리학 연결고리: LIGO의 중력파 직접 검출은 블랙홀 병합 같은 격렬한 사건을 시공간의 파동으로 관측하는 새로운 천문학적 관측 창을 열어 중력파 천문학 시대를 본격적으로 출범시켰다.
Rainer Weiss
그림 26. 레이너 바이스
Gravitational wave visualization
그림 27. 블랙홀 병합에서 방출되는 중력파의 시각화.


왼쪽 사진 출처: https://en.wikipedia.org/wiki/Rainer_Weiss

오른쪽 사진 출처: https://en.wikipedia.org/wiki/Gravitational_wave

2019

  • 수상자: 제임스 피블스; 미셸 마요르, 디디에 켈로
  • 노벨 인용문: “for theoretical discoveries in physical cosmology” / “for the discovery of an exoplanet orbiting a solar-type star”
  • 천체물리학 연결고리: 피블스의 이론적 업적은 물리우주론의 표준 틀을 구축해 우주 구조 형성과 물질 구성의 정량적 연구를 가능하게 했고, 마요르와 켈로의 외계행성 발견은 태양계 밖 행성 탐색을 정밀 관측 과학의 중심 주제로 끌어올렸다.
P. James E. Peebles
그림 28. 제임스 피블스
51 Pegasi b
그림 29. 51 Pegasi b 상상도. 태양형 별 주위 외계행성 발견의 상징적 사례.


왼쪽 사진 출처: https://www.nobelprize.org/prizes/physics/2019/peebles/facts/

오른쪽 사진 출처: https://en.wikipedia.org/wiki/51_Pegasi_b

2020

  • 수상자: 로저 펜로즈; 라인하르트 겐첼, 안드레아 게즈
  • 노벨 인용문: “for the discovery that black hole formation is a robust prediction of the general theory of relativity” / “for the discovery of a supermassive compact object at the centre of our galaxy”
  • 천체물리학 연결고리: 펜로즈의 특이점 정리는 일반상대성이 블랙홀 형성을 필연적으로 예측함을 수학적으로 보여주었고, 겐첼과 게즈의 은하중심 별 궤도 관측은 궁수자리 A*에 초대질량 블랙홀이 존재함을 실증하여 이론과 관측이 만나는 강력한 증거 사슬을 완성했다.
Roger Penrose
그림 30. 로저 펜로즈
Sagittarius A*
그림 31. 궁수자리 A*(Sagittarius A*)의 Event Horizon Telescope 이미지.


왼쪽 사진 출처: https://en.wikipedia.org/wiki/Roger_Penrose

오른쪽 사진 출처: https://en.wikipedia.org/wiki/Sagittarius_A

이 기사는 저작권자의 CC BY 4.0 라이센스를 따릅니다.