I slutet av 2018, gravitationsvågsobservatoriet, LIGO, meddelade att de hade upptäckt den mest avlägsna och massiva källan till krusningar av rymdtid som någonsin övervakats:vågor utlösta av par av svarta hål som kolliderar i rymden. Först sedan 2015 har vi kunnat observera dessa osynliga astronomiska kroppar, som endast kan upptäckas av deras gravitationella attraktion. Historien om vår jakt på dessa gåtfulla föremål går tillbaka till 1700-talet, men den avgörande fasen ägde rum i en lagom mörk period av mänsklighetens historia – andra världskriget.

Konceptet med en kropp som skulle fånga ljus, och blir därigenom osynlig för resten av universum, hade först ansetts av naturfilosoferna John Michell och senare Pierre-Simon Laplace på 1700-talet. De använde Newtons gravitationslagar för att beräkna flykthastigheten för en lätt partikel från en kropp, förutsäga förekomsten av stjärnor så täta att ljus inte kunde fly från dem. Michell kallade dem "mörka stjärnor".

Men efter upptäckten att ljus tog formen av en våg 1801, det blev oklart hur ljuset skulle påverkas av det Newtonska gravitationsfältet, så tanken på mörka stjärnor förkastades. Det tog ungefär 115 år att förstå hur ljus i form av en våg skulle bete sig under påverkan av ett gravitationsfält, med Albert Einsteins allmänna relativitetsteori 1915, och Karl Schwarzschilds lösning på detta problem ett år senare.

Schwarzschild förutspådde också förekomsten av en kritisk omkrets av en kropp, bortom vilket ljus inte skulle kunna passera:Schwarzschild-radien. Denna idé liknade Michells, men nu förstods denna kritiska omkrets som en ogenomtränglig barriär.

Det var först 1933 som George Lemaître visade att denna ogenomtränglighet bara var en illusion som en avlägsen betraktare skulle ha. Med hjälp av den nu berömda Alice och Bob-illustrationen, fysikern antog att om Bob stod stilla medan Alice hoppade in i det svarta hålet, Bob skulle se Alices bild sakta ner tills den fryser precis innan den når Schwarzschild-radien. Lemaître visade också att i verkligheten, Alice passerar den barriären:Bob och Alice upplever händelsen på olika sätt.

Trots denna teori, vid den tiden fanns det inget känt föremål av sådan storlek, ingenting ens i närheten av ett svart hål. Så ingen trodde att något liknande de mörka stjärnorna som Michell antog skulle existera. Faktiskt, ingen vågade ens behandla möjligheten med allvar. Inte förrän andra världskriget.

Från mörka stjärnor till svarta hål

Den 1 september 1939, den tyska nazistarmén invaderade Polen, utlöste början av kriget som förändrade världens historia för alltid. Anmärkningsvärt, det var just denna dag som den första akademiska uppsatsen om svarta hål publicerades. Den nu hyllade artikeln, Om fortsatt gravitationssammandragning, av J Robert Oppenheimer och Hartland Snyder, två amerikanska fysiker, var en avgörande punkt i de svarta hålens historia. Denna tajming verkar särskilt märklig när man betänker centraliteten i resten av andra världskriget i utvecklingen av teorin om svarta hål.

Detta var Oppenheimers tredje och sista uppsats i astrofysik. I det, han och Snyder förutspår den fortsatta sammandragningen av en stjärna under påverkan av dess eget gravitationsfält, skapa en kropp med en intensiv attraktionskraft som inte ens ljus kunde fly från den. Detta var den första versionen av det moderna konceptet med ett svart hål, en astronomisk kropp så massiv att den bara kan upptäckas av dess gravitationsattraktion.

1939, detta var fortfarande en idé som var för märklig för att kunna tros på. Det skulle ta två decennier innan konceptet utvecklades tillräckligt för att fysiker skulle börja acceptera konsekvenserna av den fortsatta sammandragningen som beskrevs av Oppenheimer. Och andra världskriget hade en avgörande roll i dess utveckling, på grund av den amerikanska regeringens satsning på forskning om atombomber.

Återfödd ur askan

Oppenheimer, självklart, var inte bara en viktig karaktär i de svarta hålens historia. Han skulle senare bli chef för Manhattan Project, forskningscentret som ledde till utvecklingen av atomvapen.

Politiker förstod vikten av att investera i vetenskap för att få militära fördelar. Följaktligen, över hela linjen, det gjordes stora investeringar i krigsrelaterad revolutionär fysikforskning, kärnfysik och utveckling av ny teknik. Alla sorters fysiker ägnade sig åt den här typen av forskning, och som en omedelbar konsekvens, områdena kosmologi och astrofysik var mestadels bortglömda, inklusive Oppenheimers tidning.

Trots det decennium som förlorades till storskalig astronomisk forskning, disciplinen fysik blomstrade som en helhet som ett resultat av kriget – faktiskt, militärfysiken slutade med att förstärka astronomi. USA lämnade kriget som centrum för modern fysik. Antalet doktorander sköt i höjden, och en ny tradition av postdoktoral utbildning upprättades.

Vid slutet av kriget, studiet av universum väcktes på nytt. Det fanns en renässans i den en gång underskattade teorin om allmänna relativitetsteorin. Kriget förändrade vårt sätt att göra fysik:och så småningom, detta ledde till att områdena kosmologi och allmän relativitet fick det erkännande de förtjänar. Och detta var grundläggande för acceptansen och förståelsen av de svarta hålen.

Princeton University blev då centrum för en ny generation relativister. Det var där som kärnfysikern, John A Wheeler, som senare populariserade namnet "svart hål", hade sin första kontakt med allmän relativitetsteori, och analyserade om Oppenheimers arbete. Skeptisk till en början, inflytande från nära relativister, nya framsteg inom beräkningssimulering och radioteknologi – utvecklade under kriget – gjorde honom till den största entusiasten för Oppenheimers förutsägelse dagen då kriget bröt ut, 1 september 1939.

Sedan dess, nya egenskaper och typer av svarta hål har teoretiserats och upptäckts, men allt detta kulminerade först 2015. Mätningen av gravitationsvågorna som skapades i ett binärt system med svarta hål var det första konkreta beviset på att svarta hål existerar.

Den här artikeln är återpublicerad från The Conversation under en Creative Commons-licens. Läs originalartikeln.