黑洞就像鯊魚。在大眾的想像中，黑洞是優雅、簡單、令人恐懼的東西，並且可能潛伏在我們周圍黑暗深處。
它們非常黑暗，因此很難估計宇宙中有多少黑洞，它們有多大。因此，2015年9月，當雷射幹涉儀引力波觀測站（LIGO）的第一個引力波通過探測器時，這真讓人吃驚。此前，最大的恆星大小的黑洞的質量是太陽的20倍左右。這些新質量的太陽質量各約為30個——並非不可想像，而是特別奇怪。此外，一旦LIGO開啟，並立即開始聽到這些類型的天體相互合併，天體物理學家意識到，那裡潛伏的黑洞肯定比他們想像的要多，也許更多。
這些奇特的標本的發現使新的想法煥發出了新的生機，這是近幾年被貶低的邊緣。我們知道垂死的恆星會產生黑洞。但是也許在「大爆炸」本身期間也產生了黑洞。這種「原始」黑洞的隱藏種群可能會構成暗物質。畢竟，儘管進行了數十年的搜索，但沒有暗物質粒子顯示出來。如果我們真正需要的成分——黑洞——一直在我們的鼻子底下呢？
「是的，這是一個瘋狂的想法，」約翰·霍普金斯大學（Johns Hopkins University）的宇宙學家馬克·卡米恩科夫斯基（Marc Kamionkowski）說，在2016年他的研究小組提出了眾多引人注目的論文來探討這種可能性。「但這不一定比其他任何東西都要瘋狂。」
遺憾的是，2017年，紐約大學天體物理學家亞辛·阿里-哈穆德（Yacine Ali-Haémoud）在一篇論文中研究了這類黑洞對LIGO的探測率的影響。他計算得出，如果嬰兒宇宙產生足夠的黑洞來解釋暗物質，那麼隨著時間的推移，這些黑洞將成雙系統對，彼此越來越接近，並且以比LIGO觀測到的數千倍高的速率合併。他竭力主張其他研究人員繼續使用替代方法來研究這個想法，但是許多人失去了信心。該論點如此可惡，以至於卡米昂科夫斯基說，這使他對這一假設的興趣大打折扣。
但是，現在，在最近的大量論文之後，原始的黑洞想法似乎重新流行起來。上周在《宇宙學與天體物理學雜誌》上發表的最新論文之一，蒙彼利埃大學的宇宙學家卡爾斯滕·傑丹茲克（Karsten Jedamzik）表明，大量原始黑洞如何導致碰撞，完全符合LIGO的觀察結果。"如果他的結果是正確的——而且這似乎是一個仔細的計算方法——那麼，這就意味著原始黑洞值得繼續研究，"阿里-哈穆德說，"這也將意味著，事實上，它們可能是所有的暗物質。」
"這令人興奮，"蘇塞克斯大學的宇宙學家克裡斯蒂安·伯恩斯（他幫助啟發了傑達姆齊克的一些論點。）說，「他比任何人都走得更遠。」
最初的想法可以追溯到20世紀70年代，當時是史蒂芬·霍金（Stephen Hawking）和伯納德·卡爾（Bernard Carr）的論文。霍金和卡爾認為，在宇宙的最初幾分之一秒內，其密度的微小波動本可以賦予幸運的或不幸的質量太多的區域。這些區域中的每一個都會崩潰成一個黑洞。黑洞的大小取決於區域的地平線——以光速可到達的任何點周圍的空間。地平線上的任何物質都會感覺到黑洞的引力並掉進去。霍金的粗略計算表明，如果黑洞大於小行星，那麼今天它們可能仍潛伏在宇宙中。
20世紀90年代取得了更多進展。到那時，理論家們也有了宇宙膨脹理論，該理論認為宇宙在大爆炸之後就經歷了一次極端膨脹，膨脹可以解釋初始密度波動的來源。
除了這些密度波動，物理學家們還考慮了一個關鍵的過渡，這種過渡會沿著軸線進行崩潰。
當宇宙是新的時，所有的物質和能量都在難以想像的熱等離子體中沸騰。在千分之一秒之後，宇宙冷卻了一點，等離子體的鬆散夸克和膠子可以結合在一起形成更重的粒子。現在，一些快如閃電的粒子束縛在一起，壓力下降了。這可能有助於更多地區陷入黑洞。
但是在20世紀90年代，沒有人足夠了解夸克和膠子的物理性質，無法準確預測這種轉變將如何影響黑洞的產生。理論家無法說出應該有多少個原始的黑洞，或者有多少個黑洞。
此外，宇宙學家似乎並不真正需要原始的黑洞。天文學調查掃描了天空的斑塊，希望能找到密密麻麻的黑暗物體的海洋，如漂浮在銀河郊區的黑洞，但並沒有發現很多。相反，大多數宇宙學家開始相信，暗物質是由稱為WIMP的超粒子構成的。人們希望，無論是專用的WIMP探測器，還是即將面世的大型強子對撞機，都將很快找到確鑿的證據。
由於暗物質問題一直懸而未決，且沒有觀察到其他暗示，原始的黑洞成為了學術上的死水。「一位資深宇宙學家嘲笑我為此而工作，」傑丹茲克說，「所以我停止了，因為我需要有一個永久職位。」
當然，自那以後的幾十年裡，沒有發現任何WIMPs，也沒有發現任何新的粒子（除了長期預測的希格斯玻色子）。暗物質依然懸而未決。
今天，人們對可能產生原始黑洞的環境的了解更多。現在，物理學家可以計算出宇宙開始時夸克-膠子等離子體的壓力和密度是如何變化的。伯恩斯說：「天文學界真的花了數十年的時間來解決這個問題。」掌握了這些信息之後，馬德裡自治大學的伯恩斯和胡安·加西亞·貝利多（JuanGarcía-Bellido）等理論家就花費了近幾年的時間發表研究，這些研究預測說，早期宇宙可能不僅產生了均一尺寸的黑洞，而且還產生了一系列黑洞。
首先，將夸克和膠子粘合在一起形成質子和中子。這造成了壓力下降，並可能產生了一組原始的黑洞。隨著宇宙的不斷冷卻，諸如介子之類的粒子形成，造成另一次壓力驟降，並可能導致黑洞爆炸。
在這些時代之間，空間本身擴大了。第一個黑洞可以從周圍的事件視界吸收約一太陽質量的物質。第二輪可能奪走了大約30個太陽質量的物體，就像LIGO最初看到的奇怪物體一樣。「引力波來了，它挽救了我們，」加西亞·貝利多說。
在2016年LIGO首次發布引力波的幾周內，原始的黑洞假說就重新煥發了生命。但是第二年，阿里-哈穆德提出了他的論點，即原始的黑洞會經常發生碰撞，這給支持者們克服了主要障礙。
傑丹茲克接受了挑戰。在哥斯大黎加的一次長假中，他支持阿里·海默德（Ali-Hamoud）的論點。阿里-哈穆德通過方程式分析性地完成了他的工作。但是，當傑丹茲克創建同一問題的數字模擬時，他發現了一個轉折。
原始的黑洞確實會形成雙星系統。但是傑丹茲克得出結論，在一個充滿黑洞的宇宙中，第三個黑洞通常會接近第一對黑洞，並用其中一個改變位置。此過程將一次又一次地重複。
隨著時間的流逝，從一個夥伴到另一個夥伴的擺動將留下具有幾乎圓形軌道的雙系統黑洞。這些合作夥伴之間的碰撞將非常緩慢。即使是大量的原始黑洞也很少合併，以至整個假設仍符合LIGO觀察到的合併率。
今年6月，他在網上發布了自己的作品，並回答了像阿里-哈穆德本人這樣的外部專家的提問。傑丹茲克說："儘可能讓社區相信，你不只是說一些廢話，這一點非常重要。」
他還以預測原始黑洞的直徑與太陽和最近的恆星之間的距離一樣大的暗團中建立。這些星團中的每個星團可能都包含大約一千個擠在一起的黑洞。30個太陽質量的龐然大物將位於中心，較小的那個會填滿其餘的空間。這些星團會潛伏在天文學家認為暗物質的任何地方。就像星系或行星中的恆星繞著太陽轉一樣，每個黑洞的軌道運動都會阻止它吞噬另一個黑洞——除非是在那些罕見的合併中。
在第二篇論文中，傑丹茲克（Jedamzik）精確計算了這些合併應該多麼罕見。他對LIGO觀察到的大黑洞和較小的黑洞進行了計算。（小的黑洞會產生微弱、高音調的信號，並且一定能在附近被檢測到。）「當然，當我接連得到正確率時，這令我感到驚訝」，他說。
原始黑洞假說的擁護者仍有許多令人信服的事情要做。大多數物理學家仍然認為，暗物質是由某種基本粒子組成的，很難被發現。此外，LIGO黑洞與我們預期的來自普通恆星的黑洞並沒有太大不同。「這填補了理論中實際上並不存在的一個空白，」卡內基梅隆大學（Carnegie Mellon University）的天體物理學家卡爾·羅德裡格斯（Carl Rodriguez）說，「對於某些LIGO消息來源有些奇怪，但我們可以通過正常的恆星演化過程來解釋到目前為止所看到的一切。」
哈佛大學的天體物理學家塞爾瑪·德·明克（Selma de Mink）對光靠恆星如何產生LIGO黑洞進行了概述，他更加直言不諱：「我認為天文學家對此一笑了之。」
僅找到一個亞太陽質量的黑洞（根據原始的黑洞情況，這很普遍，並且不能由恆星形成）將改變整個辯論。在隨後的每次觀測中，LIGO都提高了靈敏度，使其最終可以發現如此小的黑洞或對存在的黑洞設置嚴格的限制。伯恩斯說：「這不是弦理論中的故事之一，在十年或三十年中，我們可能仍在討論它是否正確。」
同時，其他天體物理學家也在探索該理論的不同方面。例如，對原始黑洞的最強約束可能來自微透鏡搜索——與20世紀90年代相同的調查。在這些努力中，天文學家監視明亮但遙遠的源頭，等待觀察是否有深色物體通過它們的前方。長期以來，這些搜索都排除了均勻分布的小黑洞。
但加西亞·貝利多說，如果原始黑洞存在一定範圍的質量，並且如果它們被堆積成密集的塊狀簇，那麼這些結果的重要性可能不如研究人員想像的那樣。
即將來臨的觀察可能最終也會解決這個問題。歐洲航天局最近同意為美國宇航局即將推出的南希·格雷斯羅馬太空望遠鏡提供一項重要的額外功能，這將使其能夠進行開創性的微透鏡研究。
這是歐洲航天局科學總監岡瑟·哈辛格（GüntherHasinger）的建議，他提出原始的黑洞可以解釋多個謎團。對於哈辛格來說，這個想法很吸引人，因為它不會引用新的粒子或新的物理學理論，它只是重新調整了舊要素的用途。