[비즈한국] 在电影《火星任务（Project Hail Mary）》中，最有趣的设定之一就是外星生命洛基（Rocky）感知世界的方式。洛基所属的艾瑞迪恩（Eridian）族不像人类那样通过眼睛直接观察光线。他们通过一种将光线转化为非视觉感官的工具来理解恒星。对于艾瑞迪恩人来说，星光可能是类似于人类所认知的暗物质或引力波的存在。因为用身体的感官器官无法直接感受到，只有通过精密的装置才能感知到它们的存在。
正如洛基通过工具观察星辰并探索宇宙一样，人类也通过工具感知着看不见的宇宙。特别是引力波，那是人类身体无法直接感受到的时空本身的震动。或许对于艾瑞迪恩族来说，引力波比星光更是一种自然的概念。如果是一个无法直接看到光的文明，完全可以想象他们理解宇宙的起点并非电磁波，而是空间的震动。
为了感受这种震动，人类制造了巨大的装置。在地球上建造了数公里长的激光干涉仪，利用镜子、真空管和激光来测量时空极其微小的形变。这意味着人类文明整体已成为一个巨大的感官器官，去代偿身体所无法感受到的事物。现代天文学已超越了通过望远镜观察光的学科，扩展到了解读宇宙留下的震动、粒子和引力痕迹的学科。
最近，这个巨大的感官器官捕捉到了一个可能撼动整个宇宙论的异常信号。如果对该信号的解读是事实，那么人类可能已经看到了宇宙大爆炸后留下的最古老黑洞的痕迹。这不是宇宙诞生后几分钟或几秒钟，而是可能在更早时期形成的原始黑洞的痕迹。更进一步说，这一信号可能与暗物质的起源有关。
在过去的十多年里，LIGO、VIRGO和KAGRA一直倾听着宇宙的震动。引力波探测器主要捕捉到的事件，是相互绕转的黑洞或中子星在最后时刻碰撞时留下的剧烈时空痕迹。迄今为止检测到的大多数引力波事件，其质量范围大都在当前恒星演化理论可以解释的范围内。它们都是巨大的恒星诞生、演化、爆发，残留的黑洞或中子星再次相互碰撞并释放出引力波的事件。
然而，在迄今观测到的引力波中，几乎没有确认过由比太阳轻得多的天体产生的信号。现有的引力波探测器主要对太阳质量以上的重天体产生的震动敏感，这对天文学家来说仍是一个重要的局限。通常由恒星死亡形成的黑洞，其质量往往比太阳重得多。至少，比太阳轻的黑洞仅靠普通的恒星演化是难以形成的。
因此，如果发现了比太阳轻的黑洞痕迹，那么它极有可能是宇宙大爆炸后直接形成的原始黑洞。原始黑洞并非由恒星死亡产生。它可能是在恒星和星系出现之前，当宇宙处于极度高温和高密度的时期，因密度波动直接导致引力坍缩而形成的。
从这一点来看，2025年11月12日LIGO、VIRGO和KAGRA探测器所捕捉到的引力波信号非常值得关注。有观点提出，该信号可能是由两个原始黑洞合并而产生的。特别是分析结果显示，两个天体中至少有一个质量比太阳轻的概率超过了99%。估计的质量范围大约在太阳质量的10%到80%左右，属于非常轻的领域。
更令人感兴趣的是，在观测到该引力波信号的同时，并没有观测到相应的电磁波信号。不仅是可见光，在X射线或伽马射线中也没有确认到明显的伴随信号。这增强了该事件是几乎不发光的致密天体，即黑洞合并的可能性。当然，目前还不能完全断定这就是一个天体物理学事件。随着分析的进行，其作为随机噪声的可能性正在降低，但仍处于需要非常谨慎验证的阶段。
尽管如此，天文学家关注该事件的原因显而易见。如果这一信号确实源于天体物理学事件，且其本质是比太阳更轻的黑洞，那么人类就发现了常规恒星演化无法解释其质量范围的黑洞。当然，也不能完全排除它是比黑洞稍轻的中子星，或者尚不为人知的高密度天体。但可以肯定的是，这一事件很难仅用普通恒星演化最终阶段这一熟悉的解释来理解。
原始黑洞的可能性之所以重要，是因为它直接关联到宇宙的最早期。原始黑洞既不需要超新星爆发，也不需要恒星的核聚变演化。当宇宙仍处于高温等离子体状态时，如果某个区域的密度比周围稍高，该区域就可能因自身引力直接坍缩。这样形成的黑洞不需要遵循恒星的质量规律。理论上，它们的质量分布可以从轻如小行星到接近超大质量黑洞，多种多样。
因此，原始黑洞长期以来被视为暗物质的候选者之一。暗物质既不发光也不吸收光，但通过引力对星系和星系团的运动产生决定性影响。如果在宇宙早期形成了大量原始黑洞并留存至今，那么其中一部分有可能承担了暗物质的角色。
在此次讨论中，特别令人感兴趣的部分是原始黑洞的形成模型。在宇宙早期，强相互作用、弱相互作用、电磁力等基本相互作用的物理条件与今天大不相同。有观点认为，在宇宙冷却的过程中存在特定的相变时期，当时密度波动被放大，从而集体形成了原始黑洞。在这种模型中，由于原始黑洞的质量分布可以广泛扩散，因此比太阳质量轻的黑洞也能得到自然的解释。
此次报告的引力波信号形态被解读为与这种轻质量原始黑洞群模型非常吻合。研究人员估算，当应用原始黑洞的质量分布和合并可能性时，LIGO、VIRGO和KAGRA探测器每年大约可以探测到0.8到8起这样的原始黑洞碰撞信号。虽然频率不算非常高，但也意味着这并非完全不可能的事件。
进一步说，如果该信号确实源于原始黑洞的合并，有人主张原始黑洞可能占据了宇宙中暗物质总量的至少约4%。这并不意味着所有暗物质都是原始黑洞，但这表明目前尚未查明身份的暗物质中，有一部分可以用原始黑洞来解释。
如果这种解读是正确的，那么暗物质的真相可能比我们想象的要复杂得多。暗物质可能并非由单一的新基本粒子组成的简单成分。其中一部分可能是原始黑洞，一部分是尚未发现的粒子，另一部分可能拥有完全不同的物理起源。宇宙中看不见的质量可能不是一个能用单一答案解决的问题，而是一种由多种暗物质成分混合而成的复杂结构。
甚至有观点提出，此前LIGO、VIRGO和KAGRA检测到的太阳质量数倍至数十倍，或者更重黑洞的合并事件中，有一部分也可能是原始黑洞的碰撞。一直以来，我们将许多引力波事件解读为恒星质量黑洞的合并。但如果宇宙早期形成的原始黑洞群确实存在，那么其中一部分可能已经进入了当今引力波观测网的视线。
人类正经历着一个非常微妙的时代。我们通过各种翻译装置来感知肉眼无法直接看到的宇宙。望远镜将可见光扩展到无线电波、红外线、X射线和伽马射线，引力波探测器将时空的震动转化为数字和波形。正如洛基通过质感解读星光一样，人类通过由激光、镜子和真空管组成的巨大装置来解读看不见的宇宙震动。
通过这些翻译装置，人类甚至试图寻找那些因太轻而被认为难以存在的黑洞的微弱痕迹。如果那真的是宇宙大爆炸后留下的原始黑洞的声音，那么我们正站在宇宙最古老的秘密第一次发出声音的时刻。有可能，那些在光之前、恒星之前、星系之前可能就已存在的黑洞，在138亿年后的今天，正通过时空的震动显现出自己的踪迹。
如果存在一个能自由感受引力波震动的艾瑞迪恩文明，对他们来说，宇宙绝不是一个安静的空间。每当黑洞和中子星碰撞时，宇宙都会低鸣，在星系深处发生的巨大合并痕迹将穿过整个时空传播开来。对他们而言，夜空可能不是点点闪烁的风景，而是一片不断震动和轰鸣的巨大振动海洋。
正如洛基第一次理解了恒星的存在一样，人类文明也进入了一个感知暗物质和时空震动的新阶段，而这些曾经看起来是不可见的。我们现在已超越了观察宇宙的文明，成为了聆听和解读宇宙震动的文明。而在那震动之中，或许隐藏着恒星诞生前宇宙留下的最古老记忆。
作者Ji Ung-bae是？热爱猫咪和宇宙。童年时期看了《银河铁道999》后，立下了向世人宣传宇宙之美的梦想。目前担任世宗大学自由专业学部助理教授，参与讲座和写作等多种科学传播活动。著有《每天一片宇宙》、《星光璀璨的宇宙科学家们》、《虽无法触及但可知晓》、《看到宇宙就会浮现的奇怪问题们》等书，并翻译了《给真正宇宙旅行者的指南》、《我为何杀死了冥王星》、《量子生活》、《Cosmigraphic》等作品。