Penrose-diagram

In theoretische natuurkunde is een Penrose-diagram (genoemd naar de Britse wis- en natuurkundige Roger Penrose) een twee-dimensionaal diagram dat de causale relaties legt tussen verschillende punten in de ruimtetijd. Het is een uitbreiding van een Minkowski-diagram, waar de verticale dimensie de tijd weergeeft en de horizontale dimensie de ruimte weergeeft. Schuine lijnen met een hoek van 45° komen met lichtstralen overeen.

Penrose-diagram van een oneindig Minkowski-heelal, de horizontale as geeft de ruimte weer, de verticale as de tijd

Het grootste verschil is dat de metriek van een Penrose-diagram lokaal hoekgetrouw equivalent is aan de werkelijke metriek in de ruimtetijd. De hoekgetrouwe factor wordt zodanig gekozen dat de gehele oneindige ruimtetijd wordt getransformeerd in en op een Penrose diagram van eindige grootte. Voor sfeersymmetrische ruimtetijden correspondeert elk punt in het diagram met een 2-sfeer.