時空結構可能充滿了巨大的引力波，這種可能性讓物理學家們興奮不已。從被稱為脈衝星的死亡恆星核發出的光中看到的潛在訊號，引發了大量理論論文，推測奇異的解釋。
最平凡但仍然非常轟動的可能性是，北美納赫茲引力波天文臺（NANOGrav）的研究人員，該天文臺使用銀河系作為巨大的引力波探測器，終於看到了長期以來尋求的背景訊號，該訊號是在宇宙中超大質量黑洞碰撞和合並時產生的。另一種解釋認為它起源於高能宇宙弦的振動網路，這可能為科學家提供關於物理現實基本成分的極其詳細的資訊。第三種可能性是，該合作專案發現了時間之初無數小黑洞的產生，這些黑洞本身可能解釋了被稱為暗物質的神秘物質。
康涅狄格大學的天體物理學家、NANOGrav 團隊成員基亞拉·明加雷利說：“人們多年來一直在預測宇宙弦和原初黑洞，現在，最終，我們有了一個訊號。” “我們不確定是什麼產生了這種訊號，但很多人真的、真的很興奮。”
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物理學界已經從大型地面引力波實驗中瞭解了很多關於宇宙的資訊，例如雷射干涉引力波天文臺（LIGO）及其歐洲對應物 Virgo。但是，正如電磁波以從壓縮的伽馬射線到長無線電波的頻譜出現一樣，引力波的範圍也從太陽大小的黑洞合併時產生的時空中微小的振動，到波長以光年為單位的可測量振動，這些振動可能需要數十年才能透過我們的星球。這些較大波的集體、重疊的嘈雜聲，被認為是星系中心潛伏的巨型黑洞碰撞時產生的，正是 NANOGrav 合作專案一直致力於捕獲的。
它透過關注被稱為毫秒脈衝星的物體來實現這一點，毫秒脈衝星是在大質量恆星作為超新星爆炸並留下快速旋轉的殘餘核心時產生的。脈衝星強大的磁場可以產生一束輻射，該輻射束會擺動，以原子鐘的精度反覆掃過地球。如果時空結構中的扭曲出現在地球和脈衝星之間，則可能導致該訊號比預期到達時間略早或略晚。如果望遠鏡看到這樣一個偏移，可能意義不大。但 NANOGrav 已經監測了來自 45 個脈衝星的光，這些脈衝星分散在數千光年範圍內超過 12.5 年，尋找它們到達時間之間的相關性，這可能表明存在引力波。
去年九月，該合作專案在預印本伺服器 arXiv.org 上釋出了一篇論文，該伺服器託管了尚未經過同行評審的科學文章，表明其監測的脈衝星都顯示出類似的閃爍。（該論文自那時起已經過同行評審並發表。）明加雷利說，發生這種情況的機率在千分之一到萬分之一之間。作為一個團隊，NANOGrav 很謹慎，並且沒有聲稱它已經看到了引力波訊號，這需要觀察其脈衝星訊號到達時間之間的高度特定相關性。但這並沒有阻止其他科學家湧入這些資料。
波蘭華沙大學的理論物理學家馬雷克·萊維茨基回憶說，NANOGrav 研究在星期五早上很早就出現了，到上午 10 點，他的合作者、倫敦國王學院的約翰·埃利斯就發現了它。儘管對此類訊號的通常解釋是超大質量黑洞引力波背景，但萊維茨基知道另一種可能的罪魁禍首是宇宙弦，他開始執行模型以檢視此選項是否可以解釋資料。“到星期六，很明顯這是一個很好的契合，”他說。
研究人員喜歡宇宙弦，因為它們將宇宙學事件直接與高能粒子物理學聯絡起來。大爆炸後不久，四種已知力中的三種——電磁力以及強核力和弱核力——將被擠壓成一種超力。當強核力解離自身時，宇宙將經歷所謂的相變，很像水結冰。正如結冰的湖泊通常包含在其主體凝固時產生的長裂縫一樣，可見的宇宙將被巨大的、近一維的能量管縱橫交錯地遍佈其長度。這樣的物體會像鋼琴絃一樣繃緊，並且可以振動出引力波，這看起來就像 NANOGrav 拾取的訊號。
日內瓦附近歐洲核子研究中心 (CERN) 的理論物理學家凱·施密茨說，由於這些宇宙弦起源於時間之初，因此它們將攜帶有關宇宙暴脹等過程的資訊，在此期間，宇宙被認為以驚人的速度迅速膨脹，以及在不同極端溫度下不同粒子的產生。來自這些條件的資訊，這些條件不可能在大型強子對撞機等粒子加速器中創造出來，可以幫助研究人員產生一個大統一理論，將大多數已知粒子和力聯絡起來，從而取代當前的粒子物理標準模型。施密茨與兩位合作者一起在物理評論快報 (PRL) 上發表了一篇論文，概述了宇宙弦如何解釋 NANOGrav 在 1 月 28 日的資料，同一天，萊維茨基和埃利斯的類似文章也發表了。
倫敦國王學院的宇宙學家尤金·林說：“如果我們探測到宇宙弦，那將是我一生中最偉大的發現。” “它可能比希格斯玻色子更重要，可能比引力波本身更重要。”
出於這個原因，並非這兩篇論文的共同作者的林強調，需要以大量的剋制來考慮這些概念。NANOGrav 合作專案仍然需要確認它實際上看到了引力波。而且，這些引力波頻譜的形狀尚未被描繪出來並被發現符合宇宙弦的解釋，林補充說，每一步都可能需要數年時間。
與此同時，物理學界的另一部分人認為，該訊號可能起源於被稱為原初黑洞的實體。與通常在巨星死亡時誕生的常規黑洞不同，這些黑洞將在早期宇宙中形成，當時物質和能量由於暴脹結束時發生的過程而在宇宙中不均勻地散射。某些過度稠密的區域可能會在自身重量下坍塌，從而產生各種大小的黑洞。來自 LIGO 和 Virgo 的觀測結果可能表明原初黑洞之間的合併，這已經在許多研究人員的腦海中植入了這樣一種想法，即這些奇怪的物體不僅僅是投機小說。某些理論家喜歡它們，因為作為不發光的實體，它們可以解釋宇宙中部分甚至全部的暗物質。
日內瓦大學的天體粒子宇宙學家安東尼奧·里奧託說：“這是一種經濟的解釋”，因為它們不需要推測關於奇異的未被探測到的粒子，例如 WIMP 或軸子，這些粒子迄今為止一直主導著物理學家對暗物質的思考。
里奧託與兩位共同作者一起撰寫了第三篇發表在 PRL 上的論文，展示了 NANOGrav 訊號如何透過大量小行星大小的黑洞在宇宙大爆炸後不久產生來解釋，產生了一種引力波遺蹟，它將在現代傳播到我們這裡。根據研究人員的模型，這些微型原初黑洞可能構成宇宙中高達 100% 的暗物質。
然而，西班牙馬德里自治大學的理論物理學家胡安·加西亞-貝利多說，這種可能性也需要謹慎對待，他沒有參與這項工作。雖然 NANOGrav 資料包含暗示，但它並沒有完全顯示出表明引力波的特定相關模式，而且在他看來，許多推測似乎為時過早。“我是第一個希望有原初黑洞的人，”他說。“但我恐怕它還沒有到來。”
儘管如此，理論活動的爆發表明物理學家對這些結果的重視程度。NANOGrav 研究人員還有兩年半的脈衝星資料正在梳理，這可能有助於區分這些解釋中的一些或全部組合是否可行。他們還與國際合作者合作，例如歐洲脈衝星計時陣列 (EPTA) 和澳大利亞帕克斯脈衝星計時陣列 (PPTA)，每個陣列都對其他脈衝星進行了觀測，這可能使他們更接近於發現最終確定引力波背景所需的相關性——這個過程應該在今年年底前進行。
明加雷利說：“如果我們將所有資料結合起來後沒有看到訊號，我會感到震驚。”