Sir Roger Penrose

Födelseland: England
Födelseår: 1931

Roger Penrose (Photo by Godfrey Argent for the National Portrait Gallery of Britain and the Royal Society of London; Courtesy Godfrey Argent)

Sir Roger Penrose, han adlades år 1994, är Rouse Ball professor emeritus i matematik vid Oxfords universitet och en av de absolut främsta inom den teoretiska fysiken. Denna position har han åstadkommit genom sin extremt matematiska bakgrund och geometriska förmåga vilket har gett honom en insikt inom fysiken som är större än de flestas. Han är världsledande inom teorin för twistorer, som han även själv har skapat, och som är fundamental i den gömda fysik som ligger till grund till en djupare förståelse av bl a kärnreaktioner. Han är även en framstående populistiskt med flera skrivna böcker och varit den närmaste kollegan populistiskt till Stephen Hawking (1942-2018).

Penrose har även bidragit väsentligt till att identifiera den grundläggande geometrin hos Universum.

Uppväxt i talangfull akademisk famlij

Roger Penrose föddes den 8 augusti år 1931 i Colchester, Essex, England. Han växte upp i en akademisk familj där modern var läkare och fadern en framstående professor i genetik. Hans äldste bror, Oliver, var mycket lärohungrig som barn blev världsledande i statistisk fysik. Hans yngre bror, Jonathan, var extremt intresserad av spel och blev tiofaldig brittisk mästare i schack.

Fadern tyckte att Roger skulle börja studera medicin men han hade blivit intresserad av matematik. Fadern fick honom att göra ett prov, som Roger lyckades väldigt bra på, och han fick börja studera matematik vid Cambridge University.

Extrem matematisk förmåga leder till sällsynt inblick inom matematisk fysik

Tidigt så utvecklades Rogers geometriska sinne och han använde figurer för att åskadliggöra saker och ting.

Penrose tar en Bachelor of Science med First Class Honours i matematik från University College i London.

Penrose studerar vid St John's i Cambridge och doktorerade i matematik år 1957 om tensor metoder inom algebraisk geometri[7].

Han imponerade på Dennis Sciama (1926-1999) genom att fråga om ett problem med rödförskjutning av galaxer; något som ledde till att Fred Hoyle (1915-2001) fick ändra åsikt angående detta problem.

Intresset för relativitetsteorin väcktes ytterligare av boken "Relativity and common sense - A new approach to Einstein"[7] som skrevs av Hermann Bondi (1919-2005) år 1962 då Penrose var 31 år gammal.

P g a denna rent matematiska bakgrund så fick han en mer matematisk inblick i den teoretiska fysiken är vad som är vanligt. Han var speciellt intresserad av rumtidens globala ljuskonsstruktur samt ekvationerna om fält med en vilomassa som inte är noll.

Arbete inom relativitetsteori och svarta hål

Roger blåser, mer än någon annan, liv i forskningen om svarta hål med introduktionen av nya matematiska metoder[7].

Upptäcker singularitetssatsen

Penrose bevisade år 1964 att fullständigt kollapsade objekt som svarta hål måste ha en singularitet i mitten. Detta bevis kallas för singularitetssatsen. Detta kraftfulla bevis åstadkoms genom att introducera topologi inom den tillämpade forskningen om allmän relativitetsteori.

Stephen Hawking visade några år senare att singularitetssatsen även gäller för singulariteten i Big Bang.

Det var rimligt att de får dela ett Nobelpris i fysik i framtiden för denna slutsats. Vilket också besannades år 2020[6]. Dock efter Hawkings död vilket innebär att Hawking, fysikens främsta frontfigur sedan Albert Einstein (1879-1955), inte fick något Nobelpris[7].

Inser att svarta hål fungerar som kraftverk

Penrose upptäckte, som en konsekvens av singularitetssatsen, år 1969 att svarta hål förvarar enorma mängder energi i virveln (swirl) i rymden utanför deras horisonter. Och att denna energi kan utvinnas.

Visar att svarta hål inte har något hår

Han spekulerade i om svarta hål förlorar sitt hår genom att stråla iväg det. Vilket visade sig stämma. Han utvecklade konceptet med apparent horisont hos svarta hål och upptäckte att ytarean hos ett svart hål alltid måste öka vid en massökning men insåg inte konsekvenserna av denna slutsats (p s s som Werner Israel ()).

Upptäcker kosmisk censur

Förelog konjekturen om kosmisk censur, d v s att fysikens lagar förhindrar nakna singulariteter från att bildas i Universum. Fysiken vill inte att en singularitet skall vara synbar. Eller så är det en följd av den förenkling, som relativitetsteorin utgör, som i själva verket innebär att singulariteter inte kan existera.

Utvecklar globala metoder inom relativitetsteorin

Uppfann och utvecklade globala metoder inom relativitetsteorin.

Penroseplattor

Till skillnad från tre, fyra och sexhörningar så går femhörningar inte jämnt upp geometriskt[5]. Roger visade att det ändå är möjligt att lägga femhörningar oändligt långt ut genom att dela in femhörningarna i delar. Johannes Kepler (1571-1630) hade gjort en förenklad, men inkomplett, version av denna redan på 1600-talet.

Hittar Universums grundläggande geometri

Skriver episka böcker

Penrose har skrivit tre böcker om medvetande hos hjärnan där han argumenterar mot den s k starka artificiella intelligensen. Dessa heter "The Emperors new Mind", "Shadows of the Mind" samt "The large, the small and the human Mind". Den första rekommenderas hjärtligt till intresserade medan de övriga är till för forskare. År 2004 gav Roger ut "The Road to Reality - A complete Guide to the Laws of the Universe". Denna bok är unik i fråga om vad den försöker förmedla, samt lyckas med till de som har en lämplig bakgrund. Den tog sju år att få klar och kommer att vara en referenskälla för många år framöver.

Priser och utmärkelser

Roger Penrose tilldelas Wolfpriset i fysik år 1988

Roger Penrose tilldelas 1988 års Wolf pris i fysik tillsammans med Stephen Hawking för deras "bidrag till förståelsen av Universum".

Vinner Nobelpriset i fysik år 2020

Roger Penrose tilldelas ena hälften av 2020 års Nobelpris i fysik år 2020 för upptäckten av att skapandet av svarta hål är en robust förutsägelse av den allmänna relativitetsteorin. Den officiella motivieringen att det är för en robust förutsägelse av svarta hål enligt den allmänna relativitetsteorin innebär mer konkret att det är för introducerandet av nya geometriska matematiska metoder som topologi och globala metoder inom forskningen om svarta hål. Samt för upptäckten av singularitetssatsen, att svarta hål inte har något hår och att de fungerar som kraftverk.

Andra halvan går delat till Reinhard Genzel och Andrea Ghez för upptäckten av ett supermassivt kompakt objekt i mitten av vår galax.

Signerar World Scientists' warning to Humanity

Sir Roger Penrose signerade World Scientists' warning to Humanity år 1992 om att mänskligheten är på kollisionskurs med naturen tillsammans med mer än hälften av alla då levande Nobelpristagare.
Enligt varningen behöver följande saker göras:

Källor:
[1]: Kip, Thorne: "Black Holes and Time Warps", 1994.
[2]: University of St Andrews biografi om Roger Penrose.
[3]: Wikipedia om Roger Penrose.
[4]: 1988 Wolf Prize in Physics.
[5]: YouTube: Veritasium - "The infinite pattern that never repeats" Penrose Tiles.
[6]: Kungliga Vetenskapsakademien: "Scientific background on the Nobel Prize in Physics 2020", 2020-10-06.
[7]: University of Cambridge - "Roger Penrose wins 2020 Nobel Prize in Physics for discovery about black holes", 2020-10-06..

Tillbaka till Kosmologikas hemsida