Сер Роджер Пенроуз (; 8 серпня 1931, Колчестер, Англія) — англійський науковець, діяльно працює в різноманітних галузях математики, загальної теорії відносності та квантової теорії; автор теорії твісторів, відомий також своїми науково-популярними книжками з космології та теорії штучного інтелекту.
Роджер Пенроуз очолює катедру математики Оксфордського університету, а також є почесним професором багатьох закордонних університетів і академій. Він є членом Лондонського королівського товариства. Серед його нагород — премія Вольфа (1998, спільно з Стівеном Гокінгом), медаль Коплі (2008), премія Альберта Ейнштейна і медаль Королівського товариства, Нобелівська премія з фізики (2020). У 1994 за видатні заслуги в розвитку науки королевою Англії йому надано лицарський титул.
Біографія Дід Роджера Пенроуза по батьківській лінії — Джеймс Дойл Пенроуз (James Doyle Penrose) — був професійним художником, а баба — Джозефін Пековер (Josephine Peckover) — походила із заможної квакерскої родини банкірів. Баба Роджера Пенроуза по материнській лінії — до шлюбу Сара Мара Натансон (Sara Mara Natanson) — була піаністкою, походила з латвійської єврейської сім'ї й жила в Санкт-Петербурзі доти, доки, розірвавши відносини з колишніми родичами, не покинула Росію після знайомства з його дідом-англійцем, Джоном Бересфордом Літсом (John Beresford Leathes), професором фізіології, членом Королівського товаристваКазанович М., Андреева О. Лицар фізики // Російський репортер. — 2011. — 188. — № 10. — URL: http://rusrep.ru/article/2011/03/16/physics/ http://expert.ru/russian_reporter/2011/10/ryitsar-fiziki/ (дата звернення: 31.03.2011).
Батьки Роджера Пенроуза — Лайонел Шарплз Пенроуз і Маргарет Літс (Margaret Leathes) — мали медичну освіту. Маргарет була лікарем, а Лайонел — медичним генетиком, членом Королівського товариства. Роджер народився під час їх перебування в Колчестері, де його батько брав участь в дослідницькому проекті. Роджер Пенроуз має двох братів: Олівера Пенроуза, також математика та фізика, і Джонатана Пенроуза, відомого шахіста і психолога за професією.
У 1939 році сім'я переїхала в США, а потім до Канади — в місто Лондон в провінції Онтаріо, де Роджер відвідував школу. В цей же час у нього почав формуватися інтерес до математики. Джерелом цього інтересу було захоплення нею батька і матері (особливо геометрією). Ця обставина вплинула, перш за все, і на Олівера, який перевершував у математиці та фізиці своїх однолітків.
Після закінчення війни в 1945 році родина Пенроузів повернулася до Англії і оселилася в Лондоні. Роджер відвідував школу Університетського коледжу Лондона, де його батько обіймав посаду професора генетики людини. Інтерес майбутнього вченого до математики ставав дедалі сильнішим, і до закінчення школи йому довелося вибирати між спеціалізацією з біології та хімії (щоб потім отримати медичну освіту і продовжити сімейну традицію) та спеціалізацією з математики, фізики й хімії<ref name="ems_interview">' 'Garcia-Prada O. Interview with Sir Roger Penrose / / European Mathematical Society Newsletter. — 2000. — 38. — Pp. 17-21.</ref>. Пенроуз вибрав останнє, чим неабияк засмутив батьків.
Після отримання почесного (з відзнакою) ступеня бакалавра математики в Університетському коледжі, Роджер, наслідуючи приклад Олівера, вступив до Кембриджського університету (коледж святого Джона), вирішивши, на відміну від брата, який зайнявся фізикою, спеціалізуватися в чистій математиці, і почав дослідження з алгебраїчної геометрії під керівництвом Вільяма Ходжа. З останнім він пропрацював лише рік, оскільки той вирішив, що проблеми, якими цікавиться Пенроуз, лежать поза цариною його власних інтересів. У наступні два роки керівником Пенроуза був Джон Тодд.
Ось як Роджер Пенроуз описує деякі курси, що мали на нього особливий вплив:
Пам'ятаю, як я відвідував три курси, жоден з яких не мав жодного відношення до тих досліджень, якими я збирався займатися надалі. Одним з них був надзвичайно цікавий курс із загальної теорії відносності Германа Бонді; у Бонді був чудовий стиль читання лекцій, наче одухотворяв предмет обговорення. Іншим — курс з квантової механіки Поля Дірака, прекрасний із зовсім іншого боку; у нього був просто ідеальний збірник лекцій, вони здавалися мені вкрай натхненними. А третім, який згодом виявився надзвичайно корисним, хоча в той час я і не підозрював, що так станеться, був курс математичної логіки Стіна. Я довідався про машини Тюрінга і теорему Геделя і, думаю, саме в той час у мене сформувалися уявлення, яким я залишаюсь вірним досі, — що в явищах, пов'язаних із мисленням, особливо щодо нашого розуміння математики, існує щось, чого не можна охопити жодними обчисленнями. Цей погляд засів у мені ще відтоді.
Ступінь доктора філософії за роботи в галузі алгебри і геометрії Пенроуз отримав в 1957 році. До того часу його вже захопила фізика. Особливо вплинув тут на нього відомий фізик і друг його брата Денніс Шіама.
У 1954 році Роджер і Лайонел Пенроузи опублікували в Британському журналі психології статтю про дві класично неможливі фігури: неможливий трикутник і нескінченні сходи. У цій статті неможливий трикутник був зображений в його класичному — трьох з'єднаних під прямим кутом балок, зображених з ефектом перспективи. Пізніше, під впливом цієї статті голандський художник Мауріц Ешер створив свої знамениті літографії «Водоспад» і «Сходження та спуск».
Упродовж 1956–1957 академічних років Пенроуз читав лекції з чистої математики в у Бедфордському коледжі в Лондоні, а потім отримав посаду дослідника в рідному коледжі в Кембриджі, де провів три роки. Тоді ж (у 1959 році) він одружився з Джоан Ізабель Ведж (Joan Isabel Wedge).
Отримавши ще до закінчення навчання грант НАТО, вчений поїхав до США на 1959–1961 роки і працював у Принстонському і Сіракузькому університетах. Упродовж 1961–1963 років він обіймав посаду наукового співробітника в Королівському коледжі в Лондоні. У 1963–1964 його запрошено на посаду ад'юнкт-професора в Техаському університеті в Остіні.
У 1964 році Пенроуз був призначений лектором у коледжі Беркбека в Лондоні, а двома роками пізніше — професором прикладної математики там же.
У 1973 році Пенроуз зайняв посаду Роузболлового професора математики в Оксфордському університеті, яку він утримував до 1998 року, після чого залишився емеритом на тій же посаді, продовжуючи займати її донині. У тому ж 1998 році він був призначений Грешемським професором геометрії у Грешемському коледжі в Лондоні (до 2001 року). У жовтні 2012 року Пенроуз перебував у Києві й прочитав дві лекції в Інституті міжнародних відносин Київського університету та КПІ (текст лекції).
Дослідження та кар'єра У період з 1956 по 1957 рік Роджер Пенроуз працював асистентом-лектором у Бедфордському коледжі (тепер частина Університету Роял-Голловей в Лондоні). Після цього він став науковим співробітником у Коледжі Святого Іоанна в Кембриджі, де провів три роки. У 1959 році, саме в цей період, він одружився з Джоан Ізабел Ведж. До завершення цієї посади Пенроуз отримав дослідницьку стипендію НАТО на 1959–1961 роки, що дало йому можливість працювати спочатку в Принстонському університеті, а потім у Сірак'юському університеті. Повернувшись до Лондона, він продовжив свою дослідницьку діяльність у Королівському коледжі з 1961 по 1963 рік. Після цього Пенроуз знову вирушив до США, де з 1963 по 1964 рік працював запрошеним доцентом в Університеті Техасу в Остіні. В подальшому він обіймав тимчасові наукові посади в кількох престижних університетах, зокрема в Ієшивському університеті, Принстоні та Корнеллі (1966–1967 і 1969 роки).
У 1964 році, працюючи читачем у Біркбекському коледжі в Лондоні, Роджер Пенроуз зацікавився астрофізикою завдяки космологу Деннісу Шіамі, який тоді працював у Кембриджі. Як зазначає Кіп Торн з Калтеху, «Роджер Пенроуз революціонізував математичні інструменти, які ми використовуємо для аналізу властивостей простору-часу». До цього часу робота над кривою геометрією загальної теорії відносності обмежувалася конфігураціями з достатньо високою симетрією, для яких рівняння Ейнштейна можна було розв'язати явно, і існували сумніви щодо того, чи є такі випадки типовими. Один з підходів до цього питання полягав у використанні теорії збурень, розробленої під керівництвом Джона Арчибальда Вілера в Принстоні. Однак Пенроуз запропонував більш радикальний підхід: він запропонував не звертати увагу на детальну геометричну структуру простору-часу, а зосередити увагу на його топології або, у найкращому випадку, на його конформній структурі. Історична робота Пенроуза «Гравітаційний колапс і сингулярності простору-часу» мала важливість не лише через отримані результати, а й через те, що вона показала шлях до отримання подібних загальних висновків в інших контекстах, зокрема в космологічному Великому вибуху, який він розглядав у співпраці з одним з учнів Сіами, Стівеном Гокінгом.
В контексті гравітаційного колапсу Роджер Пенроуз зробив один з найбільш значущих внесків у розвиток теорії чорних дір через своє припущення. Згідно з цим припущенням, будь-які сингулярності, що виникають внаслідок колапсу масивної зорі, не будуть видимі в зовнішньому просторі, а будуть обмежені горизонтом подій, який оточує приховану область простору-часу. Віллер, у свою чергу, ввів термін «чорна діра» для опису цієї області простору, де відбувається таке колапсування. Це означає, що в зовнішній області, яка оточує чорну діру, залишатиметься видима зона з сильною, але скінченою кривизною простору-часу, в якій можливий процес витягнення частини гравітаційної енергії через так званий «процес Пенроуза». Цей процес описує механізм, за допомогою якого частина енергії може бути виведена з чорної діри, коли в межах горизонту подій розділяється об’єкт (наприклад, матеріальний потік), і частина цієї енергії вивільняється в зовнішній простір. Ці ідеї стали основою для пояснення багатьох астрономічних явищ, зокрема активних ядер галактик та квазарів, де величезна кількість енергії вивільняється в результаті акреції навколишньої матерії в чорні діри.
У 1979 році Роджер Пенроуз сформулював "гіпотезою сильної цензури". Згідно з цією гіпотезою, сингулярності, що виникають в результаті гравітаційного колапсу, не будуть видимі ззовні, оскільки вони будуть приховані горизонтом подій чорної діри. Тобто, вся інформація про ці сингулярності, що виникають у межах горизонту подій, буде недоступна для зовнішнього світу, що відповідає за відсутність «видимих» катастрофічних ефектів у просторі-часі за межами чорної діри. Також у 1979 році Пенроуз запропонував свою відому гіпотезу про тензор Вейля, яка мала великий вплив на розуміння початкових умов Всесвіту. Він висунув ідею, що тензор Вейля, що є важливим елементом теорії гравітації, має відношення до термодинамічних процесів, зокрема до другого закону термодинаміки. Ще один важливий внесок Пенроуза в теоретичну фізику стосується явища, яке він разом із Джеймсом Терреллом описав як обертання об'єктів, що рухаються близько до швидкості світла. Вони усвідомили, що такі об'єкти виглядають так, наче вони зазнають специфічного перекручування або обертання, ефект, який отримав назву форма релятивістських об'єктів або обертання Пенроуза–Террелла. Це явище стало важливою частиною теоретичних досліджень в області спеціальної теорії відносності та астрофізики, оскільки воно допомогло зрозуміти, як рух об'єктів при високих швидкостях змінює їхнє спостережуване зображення.