原始ブラックホールは数十年にわたり天文学のお気に入りの仮説の一つだった——まるで「また後で」と言い続けて一向に実現しない天体版の約束だ。今、マイアミ大学の研究者たちは、最近の重力波検出がついにこれらの古代の物体を理論の領域から「ああ、そこに暗黒物質が隠れていたのか」というカテゴリーに引き上げるかもしれないと考えている。

原始ブラックホールとは、初期宇宙の伝承に詳しくない人のために説明すると、ビッグバン後の最初の一瞬の間に形成されたと考えられている。最初の星や銀河が整うずっと前のことだ。崩壊した星からできるブラックホールとは異なり、これらの仮説上の物体は小惑星ほどの大きさからもっと大きなものまで様々で——要するに、宇宙の屋根裏のガラクタのようなものだ。

原始ブラックホールはこれまで一つも確認されていないが、科学者たちは宇宙に関するいくつかの大きな疑問に答えられるかもしれないと考えている。最大のものの一つは暗黒物質の正体だ。暗黒物質は全物質の約85%を占め、銀河をまとめる重力を提供する目に見えない物質だ。つまり、かなり重要なのだ。

「我々の研究は、それらが実際に存在することを確認する助けになると信じています」と、マイアミ大学物理学部の准教授ニコ・カッペルーティは、博士課程の学生アルベルト・マガラッジャと行った研究について語った。

彼らの研究は、レーザー干渉計重力波観測所（LIGO）が昨年末に異常な重力波信号を検出したという可能性に基づいている。重力波は、ブラックホールの衝突を含む宇宙の最も激しい現象によって生じる時空のさざ波だ——池に石を落としたようなものだが、石がブラックホールで池が現実の構造だとしたら、の話だ。

既知のブラックホールのほとんどは、大質量星が超新星爆発を起こした後に形成される。その質量は通常、太陽の数倍から数十億倍に及ぶ。しかし11月、LIGOは少なくとも一方の天体が太陽質量未満と思われる合体の自動警報を発した。このような小さなブラックホールは従来の恒星進化では説明しにくく、代わりに原始ブラックホールを示唆する——天文学版の裏庭で恐竜の骨を発見するようなものだ。

誰もが納得しているわけではない。一部の天体物理学者は、この信号は注目すべき新発見の証拠ではなく、LIGOの非常に感度の高い検出器内の単なるノイズかもしれないと示唆している。時には、ただのノイズはただのノイズだからだ。

カッペルーティとマガラッジャは、検出された天体は星が存在するずっと前の初期宇宙の高密度条件で形成された原始ブラックホールとして最もよく説明できると主張する。そのアイデアを検証するため、研究者たちは宇宙全体に存在する原始ブラックホールの数と、LIGOがそれらを検出する頻度を推定した。「我々の結果は有望です」とマガラッジャは語った。「LIGOが観測したような太陽質量以下のブラックホールは確かに稀であるべきで、これまでそのようなイベントがほとんど観測されていないことと一致します。」

彼らの研究結果は『アストロフィジカル・ジャーナル』に掲載され、謎のLIGO信号には従来の天体物理学的説明がなく、原始ブラックホールと最も一致することを示唆している。「この研究は、従来の天体物理学的説明を欠くLIGO信号の最も妥当な説明は原始ブラックホールの検出であることを示唆しています」とカッペルーティは語った。「そして我々の研究は、これらの原始ブラックホールが暗黒物質のかなりの部分、あるいはすべてを説明できる可能性を示しています。」

それでも、両研究者は一回の検出で問題が解決するわけではないと強調する。今のところ、科学者たちはLIGOとその国際パートナーが同じパターンに一致する追加のイベントを記録するかどうかを待つ必要がある。「LIGOは非常に強力な証拠を捉えましたが、