Roger Penrose har gjort viktiga insatser inom flera grenar av den matematiska fysiken. Inom ramen för klassisk allmän relativitetsteori har han, delvis i samarbete med Stephen Hawking, härlett generella singularitetsteorem. Dessa visar att singulariteter i rumtiden (svarta hål) är en oundviklig följd av gravitationskollaps och, omvänt, att det expanderande universum måste