Roger Penrose nie tylko badał czarne dziury. Zrobił ich mapę.
Brytyjski matematyk i specjalista od teorii względności w latach 60. XX wieku obliczył główne cechy tych kosmicznych potworów. Jego praca była tak fundamentalna, że przyniosła mu Nagrodę Nobla w dziedzinie fizyki w 2020 roku. Nie osiągnął tego sam. Podzielił się tym zaszczytem z amerykańskim astronomem Andrew Ghezem i niemieckim astronomem Reinhardem Hanselem.
Droga Penrose’a na szczyt nie była liniowa. W 1957 roku uzyskał stopień doktora geometrii algebraicznej na Uniwersytecie w Cambridge. Potem często zmieniał pracę. Tymczasowe stanowiska zaprowadziły go na uniwersytety w Anglii i USA. W 1964 osiadł w Birkbeck College w Londynie jako czytelnik, a następnie został profesorem matematyki stosowanej. W 1973 roku przeniósł się na Uniwersytet Oksfordzki, gdzie objął stanowisko profesora matematyki Rous-Ball. W 1994 roku otrzymał tytuł szlachecki za zasługi dla nauki.
Osobliwość i mapa
W 1969 roku Penrose dokonał czegoś niezwykłego. Współpracując ze Stephenem Hawkingiem udowodnił, że cała materia wewnątrz czarnej dziury zapada się w osobliwość.
Osobliwość to geometryczny punkt w przestrzeni. Masa zostaje tam skompresowana do nieskończonej gęstości. Głośność spada do zera. W tym miejscu fizyka, jaką znamy, przestaje działać.
Penrose opracował także sposób mapowania obszarów czasoprzestrzeni wokół czarnej dziury. Czasoprzestrzeń jest czterowymiarowym kontinuum. Ma trzy wymiary przestrzenne i jeden wymiar czasowy. Nazwał te mapy diagramami Penrose’a.
Diagram Penrose’a pozwala na wizualizację wpływu grawitacji na obiekt zbliżający się do czarnej dziury.
Ta wizualizacja jest kluczowa. Pozwala naukowcom zobaczyć, jak grawitacja zakrzywia ścieżkę spadającego obiektu.
Płytki i myślenie
Ciekawość Penrose’a nie ograniczała się do kosmologii. Otworzył płytkę Penrose’a. Jest to zestaw kształtów, za pomocą których można ułożyć płaszczyznę. Osobliwością jest to, że nie używa powtarzających się wzorców. Jest nieokresowy. Podważa nasze rozumienie porządku i symetrii.
Skupił także wzrok na umyśle. Jak działa świadomość?
Twierdził, że standardowa fizyka nie wystarczy. Do wyjaśnienia świadomego umysłu potrzebna jest mechanika kwantowa. Nakreślił tę ideę w dwóch książkach: The Emperor’s New Mind (1989) i Shadows of the Mind (1994).
Jego książka z 2004 roku, The Path to Reality, oferuje obszerny przegląd matematyki i fizyki. To próba połączenia wszystkiego w jedną całość.
Cykle czasowe
Penrose na tym nie poprzestał. W 2010 roku opublikował książkę Cycles of Time: An Extraordinary New Look at the Universe. Tutaj zaproponował konformalną kosmologię cykliczną.
Teoria ta nie postrzega Wielkiego Wybuchu jako pojedynczego wydarzenia. Postrzega to jako nieskończenie powtarzający się proces. Wszechświat rozszerza się, zanika i zaczyna od nowa.
Towarzystwo Królewskie doceniło jego szeroki wpływ na długo przed Nagrodą Nobla. Przyznała mu w 2008 roku Medal Copleya. Jest to jedna z najstarszych i najbardziej prestiżowych nagród naukowych na świecie.
Penrose nadal przekracza granice. Od układania płytek podłogowych po krańce wszechświata znajduje wzory tam, gdzie widzą je inni
