Alla fine del 2018, l'osservatorio delle onde gravitazionali, LIGO, hanno annunciato di aver rilevato la più lontana e massiccia fonte di increspature dello spaziotempo mai monitorata:onde innescate da coppie di buchi neri che si scontrano nello spazio profondo. Solo dal 2015 siamo stati in grado di osservare questi corpi astronomici invisibili, che possono essere rilevati solo dalla loro attrazione gravitazionale. La storia della nostra caccia a questi oggetti enigmatici risale al XVIII secolo, ma la fase cruciale si è svolta in un periodo opportunamente oscuro della storia umana:la seconda guerra mondiale.

Il concetto di un corpo che intrappola la luce, diventando così invisibile al resto dell'universo, era stato considerato per la prima volta dai filosofi naturali John Michell e successivamente da Pierre-Simon Laplace nel XVIII secolo. Hanno usato le leggi gravitazionali di Newton per calcolare la velocità di fuga di una particella di luce da un corpo, predire l'esistenza di stelle così dense che la luce non poteva sfuggire da esse. Michell le chiamava "stelle oscure".

Ma dopo la scoperta che la luce prese la forma di un'onda nel 1801, non era chiaro come la luce sarebbe stata influenzata dal campo gravitazionale newtoniano, quindi l'idea delle stelle oscure è stata abbandonata. Ci sono voluti circa 115 anni per capire come si sarebbe comportata la luce sotto forma di onda sotto l'influenza di un campo gravitazionale, con la Teoria della Relatività Generale di Albert Einstein nel 1915, e la soluzione di Karl Schwarzschild a questo problema un anno dopo.

Schwarzschild predisse anche l'esistenza di una circonferenza critica di un corpo, oltre il quale la luce non potrebbe attraversare:il raggio di Schwarzschild. Questa idea era simile a quella di Michell, ma ora questa circonferenza critica era intesa come una barriera impenetrabile.

Fu solo nel 1933 che George Lemaître dimostrò che questa impenetrabilità era solo un'illusione che avrebbe avuto un osservatore lontano. Utilizzando l'ormai famosa illustrazione di Alice e Bob, il fisico ipotizzò che se Bob fosse rimasto fermo mentre Alice saltava nel buco nero, Bob vedrebbe l'immagine di Alice rallentare fino a congelarsi appena prima di raggiungere il raggio di Schwarzschild. Lemaître ha anche mostrato che in realtà, Alice supera quella barriera:Bob e Alice vivono l'evento in modo diverso.

Nonostante questa teoria, all'epoca non si conosceva un oggetto di tali dimensioni, niente nemmeno vicino a un buco nero. Quindi nessuno credeva che potesse esistere qualcosa di simile alle stelle oscure ipotizzate da Michell. Infatti, nessuno ha nemmeno osato trattare la possibilità con serietà. Non fino alla seconda guerra mondiale.

Dalle stelle oscure ai buchi neri

Il 1 settembre 1939, l'esercito nazista tedesco invase la Polonia, innescando l'inizio della guerra che ha cambiato per sempre la storia del mondo. Sorprendentemente, è stato proprio in questo stesso giorno che è stato pubblicato il primo documento accademico sui buchi neri. L'ormai acclamato articolo, Sulla continua contrazione gravitazionale, di J Robert Oppenheimer e Hartland Snyder, due fisici americani, è stato un punto cruciale nella storia dei buchi neri. Questo tempismo sembra particolarmente strano se si considera la centralità del resto della seconda guerra mondiale nello sviluppo della teoria dei buchi neri.

Questo è stato il terzo e ultimo articolo di Oppenheimer in astrofisica. Dentro, lui e Snyder predicono la continua contrazione di una stella sotto l'influenza del suo stesso campo gravitazionale, creando un corpo con un'intensa forza di attrazione che nemmeno la luce potrebbe sfuggirgli. Questa è stata la prima versione del concetto moderno di buco nero, un corpo astronomico così massiccio che può essere rilevato solo dalla sua attrazione gravitazionale.

Nel 1939, questa era ancora un'idea troppo strana per essere creduta. Ci sarebbero voluti due decenni prima che il concetto fosse sviluppato abbastanza da permettere ai fisici di accettare le conseguenze della continua contrazione descritta da Oppenheimer. E la stessa seconda guerra mondiale ebbe un ruolo cruciale nel suo sviluppo, a causa degli investimenti del governo degli Stati Uniti nella ricerca sulle bombe atomiche.

Rinato dalle ceneri

Oppenheimer, Certo, non è stato solo un personaggio importante nella storia dei buchi neri. In seguito sarebbe diventato il capo del Progetto Manhattan, il centro di ricerca che ha portato allo sviluppo delle armi atomiche.

I politici hanno compreso l'importanza di investire nella scienza per ottenere vantaggi militari. Di conseguenza, su tutta la linea, c'era un ampio investimento nella ricerca fisica rivoluzionaria legata alla guerra, fisica nucleare e lo sviluppo di nuove tecnologie. Tutti i tipi di fisici si sono dedicati a questo tipo di ricerca, e come immediata conseguenza, i campi della cosmologia e dell'astrofisica erano per lo più dimenticati, compreso l'articolo di Oppenheimer.

Nonostante il decennio perso per la ricerca astronomica su larga scala, la disciplina della fisica prosperò nel suo insieme come risultato della guerra - infatti, la fisica militare ha finito per aumentare l'astronomia. Gli Stati Uniti hanno lasciato la guerra come centro della fisica moderna. Il numero di dottorati di ricerca è salito alle stelle, ed è stata istituita una nuova tradizione di formazione post-dottorato.

Alla fine della guerra, si riaccese lo studio dell'universo. C'è stato un rinascimento nella teoria, un tempo sottovalutata, della relatività generale. La guerra ha cambiato il nostro modo di fare fisica:e alla fine, questo ha portato i campi della cosmologia e della relatività generale a ottenere il riconoscimento che meritano. E questo è stato fondamentale per l'accettazione e la comprensione dei buchi neri.

La Princeton University divenne quindi il centro di una nuova generazione di relativisti. Fu lì che il fisico nucleare, John A Wheeler, che in seguito rese popolare il nome di "buco nero", ebbe il suo primo contatto con la relatività generale, e rianalizzato il lavoro di Oppenheimer. Scettico all'inizio, l'influenza dei relativisti ravvicinati, i nuovi progressi nella simulazione computazionale e nella tecnologia radio - sviluppati durante la guerra - lo trasformarono nel più grande appassionato della previsione di Oppenheimer il giorno in cui scoppiò la guerra, 1 settembre 1939.

Da allora, sono state teorizzate e scoperte nuove proprietà e tipi di buchi neri, ma tutto questo è culminato solo nel 2015. La misurazione delle onde gravitazionali create in un sistema binario di buchi neri è stata la prima prova concreta dell'esistenza dei buchi neri.

Questo articolo è stato ripubblicato da The Conversation con una licenza Creative Commons. Leggi l'articolo originale.