서울과학고 학생들이 교사와 함께 수행한 블랙홀 연구 결과가 국제학술지에 실렸다.
서울시교육청은 서울과학고 학생들의 블랙홀 관련 연구 논문이 중력·우주론·천체물리 이론 분야 SCI 국제학술지인 'International Journal of Modern Physics D'에 게재됐다고 23일 밝혔다.
논문 제목은 'A Constraint-Free Formulation of Black Hole Thermodynamics from the Field Equations(장방정식에서 도출한 제약 조건 없는 블랙홀 열역학 정식화)'이다.
연구진은 블랙홀 열역학과 중력장 방정식의 새로운 연결 고리를 규명했다. 서울과학고에 따르면 중력장 방정식에서 블랙홀 열역학 제1법칙을 직접 유도하는 것은 물리학계의 오랜 과제였다.
기존 연구는 블랙홀의 부피를 고려한 외부 사건지평선의 변화에 초점을 맞춰, 내부와 외부에 두 지평선이 공존하는 '회전하거나 전하를 띤 블랙홀'에는 적용하기 어렵다는 한계가 있었다.
연구진은 부피 대신 '엔트로피 변화'를 장방정식에 도입했다. 엔트로피에는 내부와 외부 지평선의 정보가 모두 포함돼 있어 구대칭(球對稱)이 없는 일반적인 블랙홀이나 고차 중력 이론에서도 추가 제약 조건 없이 열역학 제1법칙을 도출할 수 있다는 사실을 증명했다고 학교 측은 설명했다.
서울과학고는 "이번 연구는 중력을 열역학적 현상으로 해석하는 '창발 중력(emergent gravity)' 이론 확장에 중요한 이론적 근거를 제공할 것으로 기대된다"고 밝혔다.
지난 2월 서울과학고를 졸업한 배이진·안건우·장근영 학생이 공동저자로 참여했다.
연구를 지도한 교신저자 권용준 물리교사는 "학생들의 지적 호기심과 열정이 학교의 체계적인 수업 및 연구 활동 지원을 통해 훌륭한 결실을 맺었다"며 "앞으로도 학생들의 잠재력을 무한히 꽃피우는 교육을 이어가겠다"고 말했다.