الكون يعزف كأوركسترا: نغماته هي الموجات الثقالية، تموجات الزمكان التي تنبأ بها ألبرت أينشتاين. تحاول مراصد LIGO التقاطها، بفضل الحساسية التي منحها إياها راينر فايس. غالبًا ما نسمع دويًا رعديًا — اندماجات الثقوب السوداء العادية التي تولدت من النجوم. لكن علماء الفيزياء الفلكية حاولوا تمييز نغمات خافتة بالكاد تُلحظ — إشارات من الثقوب السوداء البدائية التي نشأت بعد الانفجار العظيم مباشرة.
هذه الصغيرة (بعضها أخف من كويكب) يمكن أن تشكل المادة المظلمة — ذلك الصمغ غير المرئي الذي يربط المجرات. طوّر فكرة هذه الثقوب الشبحية ستيفن هوكينج. بنى العلماء نماذج حاسوبية لحركات أزواج من هذه الثقوب وقارنوها بالبيانات الحقيقية. كانت النتيجة مذهلة: لم تعزف الأوركسترا أية نغمة جديدة. كانت جميع الأوتار المسموعة تقريبًا تنتمي إلى ثقوب سوداء عادية.
كما كتبه المؤلفون، بالإنجليزية arXiv:2605.15749
We analyse primordial black hole (PBH) populations using state-of-the-art modelling of PBH binaries, deriving the strongest bounds on PBH abundance in the $$0.6$$-$$100\,M_\odot$$ range from LIGO-Virgo-KAGRA O4a data and demonstrating sensitivity in the $$10^{-4}$$-$$10^4\,M_\odot$$ range, for both monochromatic and log-normal mass functions. The constraints are dominated by resolvable PBH mergers, while the associated gravitational wave background provides complementary but weaker limits. To obtain limits that are agnostic about the astrophysical black hole (ABH) population, we devise two new methods, data-driven methods for statistical inference on scenarios in which PBHs account for a subset of the catalogued events. Allowing for this possibility relaxes slightly the bounds in the solar mass range $$2$$-$$20\, M_\odot$$. Our bounds are independent of the assumptions about the astrophysical black holes population and represent the most stringent constraints on the PBH abundance in the solar mass range to date.
إذا ضغطت الأرض إلى حجم حبة عنب، ستصبح ثقبًا أسود. يمكن أن تكون الثقوب السوداء البدائية أخف بتريليونات المرات، لكن همسها الثقالي ما زال قابلاً للرصد.
في الخيال العلمي، تُستخدم الثقوب السوداء الصغيرة أحيانًا كوقود لمركبات الفضاء - كما في سلسلة 'عالم الحلقة' للكاتب لاري نيفن.