Roger Penrose : Un génie Nobel aux contributions dignes de plusieurs prix

Le 10 décembre 2020, Roger Penrose, âgé de presque 90 ans, a reçu le prix Nobel de physique à Stockholm. Ses travaux sur les trous noirs et les singularités spatio-temporelles ne représentent qu'une facette de son génie exceptionnel. Selon nous, ses avancées mériteraient au moins trois autres Nobel, si l'Académie royale des sciences de Suède les prévoyait.

Début octobre 2020, le mathématicien et physicien britannique Roger Penrose s'est vu décerner la moitié du prix Nobel de physique pour avoir démontré que la formation de trous noirs est une prédiction robuste de la relativité générale. L'autre moitié a été attribuée à l'astrophysicien Reinhard Genzel et à l'astronome Andrea Ghez, qui ont observé indirectement le trou noir supermassif Sagittarius A* au centre de la Voie lactée, 4 millions de fois plus massif que le Soleil. Les mathématiciens étaient déjà convaincus depuis la publication de Penrose en 1965, illustrée par ce schéma manuscrit emblématique :

Cependant, l'héritage de Roger Penrose dépasse largement les trous noirs, les singularités et les origines de l'univers (livre recommandé : Cycles of Time: An Extraordinary New View of the Universe, 2010), ainsi que sa collaboration légendaire avec Stephen Hawking (The Nature of Space and Time, 1996). Nous estimons qu'il mériterait trois autres prix Nobel :

• Prix Nobel de la conscience : Penrose propose une théorie audacieuse expliquant la conscience humaine via la mécanique quantique. Découverte dans The Emperor's New Mind (1989) et approfondie dans Shadows of the Mind (Ombres de l'esprit, 1994).
• Prix Nobel des illusions optiques : En 1954, lors d'une conférence à Amsterdam, Penrose découvre les œuvres de M.C. Escher. Avec son père, le psychiatre Lionel Penrose, il analyse les figures impossibles, publiant en 1958 l'article sur le triangle de Penrose :

Le piège de Penrose provoque un court-circuit visuel similaire :

Cette escalier impossible a inspiré Escher, comme dans son estampe de 1960 :

• Prix Nobel des pavages apériodiques : Fasciné par les motifs d'Escher et les tessellations comme celles de l'Alhambra :

Les pavages périodiques dominent pour leur simplicité. Depuis 2017, on connaît tous les polygones convexes monotiles périodiques. En 1974, Penrose invente deux losanges formant un pavage apériodique parfait, à symétrie quintuple – une première pour des polygones :

En 1984, ce motif est observé dans les quasi-cristaux via microscopie électronique :

La vision mathématique de Sir Roger Penrose anticipe les découvertes empiriques : trous noirs, quasi-cristaux... Quand détectera-t-on ses théories sur la conscience ou les illusions impossibles ?