A finales de 2018, el observatorio de ondas gravitacionales, LIGO, anunció que habían detectado la fuente más distante y masiva de ondas del espacio-tiempo jamás monitoreada:ondas desencadenadas por pares de agujeros negros que chocan en el espacio profundo. Solo desde 2015 hemos podido observar estos cuerpos astronómicos invisibles, que sólo pueden detectarse por su atracción gravitacional. La historia de nuestra búsqueda de estos objetos enigmáticos se remonta al siglo XVIII, pero la fase crucial tuvo lugar en un período adecuadamente oscuro de la historia humana:la Segunda Guerra Mundial.

El concepto de un cuerpo que atraparía la luz, volviéndose invisible para el resto del universo, había sido considerado por primera vez por los filósofos naturales John Michell y más tarde por Pierre-Simon Laplace en el siglo XVIII. Utilizaron las leyes gravitacionales de Newton para calcular la velocidad de escape de una partícula de luz de un cuerpo, prediciendo la existencia de estrellas tan densas que la luz no podía escapar de ellas. Michell las llamó "estrellas oscuras".

Pero después del descubrimiento de que la luz tomó la forma de una onda en 1801, no quedó claro cómo la luz se vería afectada por el campo gravitacional newtoniano, por lo que se abandonó la idea de estrellas oscuras. Se necesitaron aproximadamente 115 años para comprender cómo se comportaría la luz en forma de onda bajo la influencia de un campo gravitacional. con la Teoría de la Relatividad General de Albert Einstein en 1915, y la solución de Karl Schwarzschild a este problema un año después.

Schwarzschild también predijo la existencia de una circunferencia crítica de un cuerpo, más allá del cual la luz no podría cruzar:el radio de Schwarzschild. Esta idea era similar a la de Michell, pero ahora esta circunferencia crítica se entendía como una barrera impenetrable.

Fue solo en 1933 que George Lemaître demostró que esta impenetrabilidad era solo una ilusión que tendría un observador distante. Usando la ahora famosa ilustración de Alice y Bob, el físico planteó la hipótesis de que si Bob se quedaba quieto mientras Alice saltaba al agujero negro, Bob vería que la imagen de Alice se ralentizaba hasta congelarse justo antes de alcanzar el radio de Schwarzschild. Lemaître también demostró que, en realidad, Alice cruza esa barrera:Bob y Alice simplemente experimentan el evento de manera diferente.

A pesar de esta teoría, en ese momento no se conocía un objeto de tal tamaño, nada ni siquiera cerca de un agujero negro. Así que nadie creyó que existiría algo similar a las estrellas oscuras como la hipótesis de Michell. De hecho, nadie se atrevió siquiera a tratar la posibilidad con seriedad. No hasta la Segunda Guerra Mundial.

De estrellas oscuras a agujeros negros

El 1 de septiembre de 1939, el ejército alemán nazi invadió Polonia, desencadenando el comienzo de la guerra que cambió la historia del mundo para siempre. Notablemente, Fue ese mismo día cuando se publicó el primer artículo académico sobre los agujeros negros. El artículo ahora aclamado, Sobre la contracción gravitacional continua, por J Robert Oppenheimer y Hartland Snyder, dos físicos estadounidenses, fue un punto crucial en la historia de los agujeros negros. Este momento parece particularmente extraño cuando se considera la centralidad del resto de la Segunda Guerra Mundial en el desarrollo de la teoría de los agujeros negros.

Este fue el tercer y último artículo de Oppenheimer en astrofísica. En eso, él y Snyder predicen la contracción continua de una estrella bajo la influencia de su propio campo gravitacional, creando un cuerpo con una intensa fuerza de atracción del que ni siquiera la luz podía escapar. Esta fue la primera versión del concepto moderno de un agujero negro, un cuerpo astronómico tan masivo que solo puede ser detectado por su atracción gravitacional.

En 1939, seguía siendo una idea demasiado extraña para creerla. Pasarían dos décadas hasta que el concepto se desarrolló lo suficiente como para que los físicos comenzaran a aceptar las consecuencias de la contracción continua descrita por Oppenheimer. Y la propia Segunda Guerra Mundial tuvo un papel crucial en su desarrollo, debido a la inversión del gobierno de Estados Unidos en la investigación de bombas atómicas.

Renacido de las cenizas

Oppenheimer, por supuesto, no solo fue un personaje importante en la historia de los agujeros negros. Más tarde se convertiría en el jefe del Proyecto Manhattan, el centro de investigación que condujo al desarrollo de armas atómicas.

Los políticos entendieron la importancia de invertir en ciencia para obtener ventajas militares. Como consecuencia, en todos los ámbitos, hubo una gran inversión en la investigación de la física revolucionaria relacionada con la guerra, física nuclear y desarrollo de nuevas tecnologías. Todo tipo de físicos se dedicaron a este tipo de investigación, y como consecuencia inmediata, los campos de la cosmología y la astrofísica fueron en su mayoría olvidados, incluido el artículo de Oppenheimer.

A pesar de la década perdida por la investigación astronómica a gran escala, la disciplina de la física prosperó en su conjunto como resultado de la guerra; de hecho, la física militar terminó aumentando la astronomía. Estados Unidos dejó la guerra como el centro de la física moderna. El número de doctores se disparó, y se estableció una nueva tradición de educación postdoctoral.

Al final de la guerra se reavivó el estudio del universo. Hubo un renacimiento en la alguna vez subestimada teoría de la relatividad general. La guerra cambió la forma en que hacemos física y, finalmente, esto llevó a que los campos de la cosmología y la relatividad general obtuvieran el reconocimiento que merecen. Y esto fue fundamental para la aceptación y comprensión de los agujeros negros.

La Universidad de Princeton se convirtió entonces en el centro de una nueva generación de relativistas. Fue allí donde el físico nuclear, John A Wheeler, quien luego popularizó el nombre de "agujero negro", tuvo su primer contacto con la relatividad general, y volvió a analizar el trabajo de Oppenheimer. Escéptico al principio, la influencia de los relativistas cercanos, Los nuevos avances en simulación computacional y tecnología de radio, desarrollados durante la guerra, lo convirtieron en el mayor entusiasta de la predicción de Oppenheimer el día en que estalló la guerra. 1 de septiembre de 1939.

Desde entonces, se han teorizado y descubierto nuevas propiedades y tipos de agujeros negros, pero todo esto solo culminó en 2015. La medición de las ondas gravitacionales creadas en un sistema binario de agujeros negros fue la primera prueba concreta de que existen agujeros negros.

Este artículo se ha vuelto a publicar de The Conversation con una licencia de Creative Commons. Lea el artículo original.