노벨 물리학상, 지구기후·복잡계 연구한 3인 공동수상

마나베·하셀만, 온난화 예측
파리시, 무질서의 규칙 밝혀내

2021년 노벨 물리학상은 지구 기후와 원자계부터 행성계에 이르는 복잡한 물리 시스템을 이해하는 데 기여한 3명의 과학자에게 돌아갔다.

스웨덴 왕립과학아카데미 노벨위원회는 5일(현지시간) 올해 노벨 물리학상 수상자로 지구 기후 시스템을 물리적으로 모델링해 기후변화를 예측한 마나베 슈쿠로 미국 프린스턴대 대기해양과학과 교수(90)와 클라우스 하셀만 독일 막스플랑크 기상학연구소 명예소장(89), 그리고 복잡계에서 나타나는 무질서한 물질들의 변동성을 규명한 조르조 파리시 이탈리아 사피엔차대 이론물리학과 교수(73)를 선정했다고 밝혔다.

왕립과학아카데미는 "수상자들은 지구 기후에 대한 지식 기반을 마련하고 인류가 어떻게 기후에 영향을 미치는가에 대해 과학적으로 밝혀냈을 뿐만 아니라 무질서한 물질의 무작위한 운동을 설명하는 이론에 혁명을 일으켰다"고 평가했다. 또 "이번 수상 결과는 세계 각국의 지도자들에게 지구온난화가 과학적인 근거를 바탕으로 한다는 메시지를 던지는 것"이라고 강조했다.

마나베 교수는 인공위성 같은 관측 기기가 없던 1960년대에 대기의 물리적인 특성을 이론적으로 분석해 3차원의 지구 기후 시스템 모델을 구축했고, 이를 토대로 대기 중 이산화탄소 증가가 어떻게 지구 표면 온도를 높이는지 예측했다. 손석우 서울대 지구환경과학부 교수는 "놀라운 점은 당시 마나베 교수가 이론적으로 예측한 것들이 현재 수준의 예측값과 크게 다르지 않다는 것"이라고 설명했다.

하셀만 소장은 1970년대 무질서한 지구 시스템에서 구체적인 자연 현상과 인간 활동이 지구온난화 등 기후에 미치는 영향을 예측하는 다양한 방법론을 개발했다. 이를 토대로 대기 중 이산화탄소의 3분의 1을 흡수해 기후변화에 영향을 주는 해양의 중요한 역할을 규명해냈다.

파리시 교수는 1980년대에 무질서한 복잡계에 숨어 있는 질서를 이론적으로 규명했다. 이 덕분에 인류는 복잡한 자연 현상은 물론 수학과 생물학, 뇌과학, 머신러닝, 사회 현상에 이르는 다양한 분야의 무작위적인 현상을 이해할 수 있게 됐다.

올해 노벨 물리학상 상금은 1000만크로나(약 13억원)로, 수상자들의 기여도에 따라 절반은 마나베 교수와 하셀만 소장이 나눠 갖고, 나머지 절반을 파리시 교수가 갖게 된다.

한편 올해는 1901년 노벨상이 제정된 지 120주년이 되는 해로 노벨 물리학상은 그동안 115차례 수여돼 총 219명의 수상자가 나왔다.

노벨위원회는 6일 화학상, 7일 문학상, 8일 평화상, 11일 경제학상 순으로 수상자를 발표한다. 올해도 코로나19 팬데믹 영향으로 매년 12월 노벨상 수상자들을 초청해 스웨덴 스톡홀름에서 개최되던 시상식은 열리지 않고 온라인 비대면 방식으로 시상이 이뤄질 예정이다.

[송경은 기자 / 이종화 기자]

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