Cosmologie et relativité générale :
* Théorèmes de singularité de Penrose-Hawking : Il a collaboré avec Stephen Hawking pour prouver l'existence de singularités dans l'espace-temps, démontrant ainsi le caractère inévitable des trous noirs en relativité générale. Cette œuvre a révolutionné notre compréhension de l’univers et de ses origines.
* Cosmologie cyclique conforme (CCC) : Il a proposé un modèle pour l’univers qui suggère un modèle cyclique d’expansion et de contraction, chaque cycle se terminant par un Big Crunch puis réémergeant sous la forme d’un Big Bang.
* Théorie de la torsion : Penrose a développé ce cadre mathématique pour décrire l'espace-temps et la gravité, ce qui a le potentiel d'unifier la relativité générale avec la mécanique quantique.
Autres contributions :
* Carrelage Penrose : Il a découvert un pavage non périodique du plan, démontrant que des motifs apériodiques peuvent exister.
* Escalier Penrose : Il a proposé cette structure paradoxale, qui semble être un escalier infiniment montant, alors que cela est impossible dans la vraie vie.
* Travaux sur les fondements de la mécanique quantique : Il a exploré le rôle de la conscience dans les problèmes de mesure quantique et a proposé des interprétations alternatives de la mécanique quantique.
Prix et reconnaissance :
* Prix Nobel de physique (2020) : Il a partagé le prix Nobel avec Reinhard Genzel et Andrea Ghez pour sa découverte selon laquelle la formation de trous noirs est une prédiction robuste de la relativité générale.
* Prix Wolf de physique (1988) : Récompensé pour ses travaux sur la relativité générale, en particulier sur les théorèmes de singularité.
* Médaille Royale (1989) : Décerné par la Royal Society pour ses contributions aux mathématiques et à la physique.
Les travaux de Roger Penrose ont eu un impact profond sur notre compréhension de l'univers, des trous noirs et de la nature fondamentale de la physique. Ses contributions continuent d’inspirer et de défier les chercheurs d’aujourd’hui.