Kosmologie en algemene relativiteit:
* Singulariteitsstellingen van Penrose-Hawking: Hij werkte samen met Stephen Hawking om het bestaan van singulariteiten in de ruimtetijd te bewijzen, waarmee hij de onvermijdelijkheid van zwarte gaten in de algemene relativiteitstheorie aantoonde. Dit werk bracht een revolutie teweeg in ons begrip van het universum en zijn oorsprong.
* Conformele Cyclische Kosmologie (CCC): Hij stelde een model voor het universum voor dat een cyclisch patroon van uitzetting en inkrimping suggereert, waarbij elke cyclus eindigt in een Big Crunch en vervolgens weer tevoorschijn komt als een Big Bang.
* Twistor-theorie: Penrose ontwikkelde dit wiskundige raamwerk om ruimtetijd en zwaartekracht te beschrijven, dat het potentieel heeft om de algemene relativiteitstheorie te verenigen met de kwantummechanica.
Andere bijdragen:
* Penrose-tegels: Hij ontdekte een niet-periodieke betegeling van het vlak, wat aantoont dat aperiodieke patronen kunnen bestaan.
* Penrose-trap: Hij stelde deze paradoxale structuur voor, die een oneindig stijgende trap lijkt te zijn, hoewel dit in het echte leven onmogelijk is.
* Werk aan de fundamenten van de kwantummechanica: Hij onderzocht de rol van bewustzijn bij kwantummeetproblemen en stelde alternatieve interpretaties van de kwantummechanica voor.
Prijzen en erkenning:
* Nobelprijs voor de natuurkunde (2020): Hij deelde de Nobelprijs met Reinhard Genzel en Andrea Ghez voor zijn ontdekking dat de vorming van zwarte gaten een robuuste voorspelling is van de algemene relativiteitstheorie.
* Wolfprijs voor natuurkunde (1988): Toegekend voor zijn werk op het gebied van de algemene relativiteitstheorie, in het bijzonder de singulariteitsstellingen.
* Koninklijke Medaille (1989): Toegekend door de Royal Society voor zijn bijdragen aan de wiskunde en natuurkunde.
Het werk van Roger Penrose heeft een diepgaande invloed gehad op ons begrip van het universum, zwarte gaten en de fundamentele aard van de natuurkunde. Zijn bijdragen blijven onderzoekers vandaag de dag inspireren en uitdagen.