¿Qué te parece el anuncio del premio Nobel de física para Roger Penrose en 2020?

En 1965, Roger Penrose publicó un legendario ensayo de 3 páginas titulado "Gravitational Collapse and Space-Time Singularities". Lo que allí se plantea es la mayor contribución a la relatividad general desde que fue publicada por Einstein, en 1915.

Roger Penrose

En ese trabajo, el físico introducía novedosas técnicas matemáticas que utilizó para demostrar que si los fundamentos de esa teoría eran sólidos, y si leyes sagradas de la naturaleza no eran violadas, entonces la formación de un agujero negro, durante el colapso gravitatorio de una estrella masiva, era inevitable.

Diagrama que describe el proceso de colapso de una estrella masiva, utilizado por Penrose para demostrar su teorema. El resultado final es un agujero negro y su singularidad central.

Con la introducción de "técnicas topológicas globales" y el concepto de superficie atrapada, Penrose resolvió de forma elegante un problema abierto que había perturbado a legiones de científicos, a Einstein inclusive: ¿son posibles las singularidades en el universo?

El británico demostró que los agujeros negros deben existir porque son predicciones ineludibles de la relatividad general. Además Penrose comprobó, en el mismo ensayo, que en el centro de todo agujero se forma una singularidad que anula la capacidad de predicción de esa misma teoría que la hace posible. Allí las leyes de la física son inoperantes.

El genial físico ha contribuido en gran medida a la comprensión del universo. Sus definiciones rigurosas de lo que es una singularidad, el horizonte de eventos de un agujero negro, su conjetura de censura cósmica, y sus estudios sobre ondas gravitacionales, son vitales en las investigaciones modernas.

Sus famosos diagramas son herramientas poderosas que se utilizan para entender todo tipo de fenómenos en la relatividad general.

Diagrama de Penrose de un agujero negro de Schwarzschild

Por otro lado, el proceso Penrose fue central para el desarrollo de la termodinámica de los agujeros negros y el descubrimiento de la radiación de Hawking.

Sus investigaciones sobre twistores, objetos matemáticos que se emplean en el estudio de la estructura íntima del espacio-tiempo, también se aplican en teorías supersimétricas para entender colisiones entre partículas.

Un twistor

Otro aspecto conocido de su carrera, es su trabajo en el campo de las teselaciones; es decir, el proceso de cubrir una superficie con patrones. La teselación de Penrose es un tipo especial, no periódico, que hoy se usa para entender a los cuasicristales.

Teselación de Penrose

Menos conocido quizá, es su incursión en el ámbito de la matemática recreacional. Allí ha contribuido objetos imposibles, como el triángulo de Penrose.

El triángulo imposible de Penrose

Ha sido una grata sorpresa ver que, por fin, los esfuerzos de uno de los más grandes físicos teóricos vivientes han sido recompensados con el premio más distinguido de la ciencia, que comparte con Reinhard Genzel y Andrea Ghez, "por su descubrimiento de que la formación de un agujero negro es una predicción robusta de la teoría general de la relatividad."

REFERENCIA

https://www.kva.se/en/pressrum/pressmeddelanden/nobelpriset-i-fysik-2020