自首次直接探測以來近五年，引力波已成為天文學中最熱門的話題之一。藉助雷射干涉引力波天文臺 (LIGO) 等設施，研究人員主要利用時空中的這些漣漪來研究合併黑洞的內部運作，但 LIGO 也探測到了來自其他型別天體碰撞的引力波，例如超高密度恆星殘骸（稱為中子星）的碰撞。然而，有時 LIGO 提供的引力波會讓天文學家撓頭——例如去年四月探測到的事件 GW190425，該事件最近被歸因於中子星合併。
問題是 LIGO 的資料表明這對中子星的質量明顯超重——總共約為太陽質量的 3.4 倍，比有史以來觀測到的質量最大的中子星雙星還要重半個太陽質量。“這是已知最重的，而且幅度相當大，”賓夕法尼亞州立大學的天體物理學家查德·漢納說，他專門研究引力波。
額外的重量讓一些理論家懷疑 GW190425 並非完全來自碰撞的中子星，而是來自更奇異的東西：兩個原初黑洞 (PBH) 的合併，這是以前從未見過的物體，被認為是暗物質（構成宇宙中大部分物質的不可見的、未被識別的東西）的冷門候選者。據推測，這些古老的黑洞是由早期宇宙中密度波動形成的，它們可能至今仍然存在，並可以解釋最近 LIGO 觀測中發現的質量差異。
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大約半個世紀前，宇宙學家斯蒂芬·霍金提出，PBH 可能完全由早期宇宙中物質密度特別高的區域形成。從那時起，這個想法在天體物理學家和宇宙學家中的受歡迎程度急劇上升和下降。今天，在缺乏直接證據證明其存在的情況下，許多研究人員將 PBH 視為最後手段的假設，僅在沒有其他情景能夠輕易符合觀測結果時才考慮。然而，PBH 是真實存在且在宇宙中廣泛存在的可能性還不能被排除，尤其是在對其他暗物質候選者的搜尋一無所獲的情況下。
PBH 成為暗物質的吸引人的候選者有幾個原因，但最重要的原因是，作為黑洞，它們非常暗，但仍然具有強大的引力。儘管如此，漢納表示，如果 PBH 足夠豐富以至於可以解釋宇宙中所有的暗物質，那麼尋找它們的 астрономические обзоры 就不應該一無所獲。因此，他補充說，PBH 只能構成暗物質的一小部分——如果它們真的存在的話。
並非所有人都同意。“原初黑洞可以構成全部暗物質，”馬德里自治大學的理論宇宙學家胡安·加西亞-貝利多說。他補充說，訣竅在於讓這些古老物體表現出一系列質量，而不是單一的確定尺寸。如果 PBH 的範圍從比太陽質量小一千倍到大十億倍不等，它們就可以構成所有宇宙的暗物質。“所有聲稱排除原初黑洞作為暗物質的已發表約束都假設它們以單色或單質量譜存在，並且在空間中均勻分佈，”加西亞-貝利多說。為了使如此大的質量範圍顯現出來，PBH 必須聚集在緊密的群體中，在這些群體中它們可能會偶爾碰撞、合併並變得更大。
由於 PBH 是在大爆炸後不久產生的，因此它們最初很容易相互連線。早期宇宙比今天小得多，在經歷了近 140 億年的急劇膨脹之後，物體更容易找到其他 PBH 並與它們配對。然而，隨著宇宙繼續膨脹，第一批恆星和星系出現，這些連線變得越來越稀有。因此，雖然 LIGO 有可能觀測到合併的 PBH，但這不太可能，紐約市扁平研究所的 LIGO 團隊成員、一篇即將發表在《天體物理學雜誌快報》上的研究報告的合著者、天文學家卡特琳娜·查齊約安努表示，該研究報告將 GW190425 認定為碰撞中子星的產物。
去年四月，在收到 LIGO 探測到 GW190425 的警報後，世界各地的望遠鏡尋找相應的電磁訊號，這種訊號通常預計來自兩顆中子星的爆炸性碰撞。但天空仍然黑暗，就像一對原初黑洞猛烈撞擊在一起一樣。“我們不會期望兩個原初黑洞的合併會發出任何光，”查齊約安努說。即便如此，她補充說，沒有光並不能排除中子星的可能性。大質量中子星可能發生了相對平靜的合併，在引發任何天體焰火之前直接坍縮成黑洞。也可能是事件在天空中的位置可能來自地球望遠鏡無法探測到的地方，例如太陽背後的區域。“如果確實有光，他們有充分的理由錯過它，”她說。
最新的觀測結果只提供了誘人的暗示，表明 PBH 可能存在於宇宙的黑暗中，偶爾會聚集在一起。更清晰的訊號將來自一對黑洞，其中每個黑洞的重量都小於太陽。“如果你發現一個質量小於太陽質量的黑洞，那麼至少，這來自一種機制，除了原初黑洞之外，沒有人能在天體物理學上預測到，”漢納說。加西亞-貝利多也同意。“最確鑿的證據將是發現質量小於一個太陽質量的黑洞——或質量大於太陽 50 倍的黑洞，”他說。
雖然 LIGO 的觀測結果可能標誌著首次探測到 PBH，但查齊約安努和漢納都認為，引力波更有可能僅僅來自超重的中子星。關於如此龐大的中子星形成的理論已經存在，它們不需要來自宇宙之初的任何推測性情景。“[這些事件的來源] 是原初黑洞的可能性肯定比僅僅是比我們在星系中看到的更重的中子星的可能性要小得多，”查齊約安努說。“這並非不可能；只是可能性較小。”
雖然漢納稱 GW190425 作為原初黑洞雙星的案例“很弱”，但加西亞-貝利多仍然更加樂觀。“所有 LIGO 事件都可能是由原初黑洞引起的，”他說。只有時間和更多的資料才能說明問題。