블랙홀 난제를 푼 스승과 제자들
우주를 품은 블랙홀이 인류에게 던진 난제를 풀어낸 주인공들이 있습니다. 19세 학생과 서울과학고 졸업생들이 스승의 지도 아래 이론 물리학의 복잡한 문제에 도전장을 내밀었는데요. 두 연구 모두 블랙홀의 비밀을 밝히는 데 결정적인 단서를 제시했다는 점에서 학계의 이목이 집중되고 있습니다.
김종훈 교수와 그의 제자인 김준범 군은 블랙홀의 정보 역설 문제를 함께 고민했습니다. 블랙홀로 빨려 들어간 정보가 소멸되는지 아니면 보존되는지를 두고 물리학자들이 오랫동안 논쟁을 이어온 바 있는데요. 두 사람은 공동 연구를 통해 이 난제에 대한 새로운 해답을 제시하며 연구의 완성도를 높였습니다. 스승의 깊이 있는 통찰과 제자의 날카로운 질문이 만나 의미 있는 결과를 도출한 겁니다.
반면 서울과학고 졸업생 배이진, 안건우, 장근영 군과 권용준 교사는 다른 접근법으로 블랙홀의 열역학 법칙을 밝혀냈습니다. 이들은 기존 연구의 한계를 극복하기 위해 엔트로피 변화를 장방정식에 도입했고, 회전하거나 전하를 띤 복잡한 블랙홀에서도 추가 제약 없이 열역학 제1법칙이 성립함을 증명했습니다. 이 결과는 SCI 국제학술지인 '인터내셔널 저널 오브 모던 피직스 D'에 실리며 국제적으로도 인정받았습니다.
학교 안에서 이뤄낸 이론 물리의 성과
두 연구의 공통점은 대학이나 외부 연구기관의 도움 없이 스승과 제자의 협력만으로 성과를 이뤄냈다는 겁니다. 서울과학고 연구팀의 경우 2학년 R&E 과목과 상대성 이론 창의이론 특강 등 학교 내 심화 학습을 통해 논문을 완성했는데요. 심사위원들은 학생들의 정교하고 수준 높은 연구 수행 능력과 교사의 훌륭한 지도력을 높이 평가했습니다.
김준범 군과 김종훈 교수의 연구 역시 교육자와 학습자가 함께 진리를 탐구하는 이상적인 멘토링의 사례로 꼽히고 있습니다. 스승의 전문적인 안목과 제자의 학문적 열정이 만나 어려운 문제를 해결하는 동력이 된 거죠. 사실 이런 성과는 단순히 지식을 전달하는 것을 넘어, 학생 스스로 질문하고 답을 찾는 과정 속에서 나온다는 점에서 교육적 의미가 남다릅니다. 학교 안에서 자라난 학문적 신뢰가 세계적인 연구로 이어진 대표적인 사례라고 할 수 있습니다.
청소년 과학 인재를 돌아보며
이번 연구들은 한국의 청소년 과학 인재들이 이론 물리학의 최전선에서도 충분히 경쟁력을 갖췄음을 보여주는 사례입니다. 물리학계가 수십 년간 풀지 못한 블랙홀 관련 난제를 고등학생이나 10대 학생이 해결에 기여한 것은 그 자체로 주목할 만한 일인데요. 배이진 군은 서울대 전기정보공학부에, 장근영 군은 서울대 물리천문학부에 진학하며 앞으로의 활약도 기대되고 있습니다.
물론 이런 성과가 모든 학교에서 일어나는 것은 아닙니다. 하지만 적절한 지도와 학생들의 호기심이 결합할 때, 학교라는 공간 안에서도 세계적인 연구가 가능하다는 가능성을 열어 보인 건 분명합니다. 향후 이런 학문적 동행이 더 많은 학생에게 영감을 주고, 우리 과학 교육의 새로운 모델로 자리 잡을지 주목됩니다.