يملأ الكون مادة غير مرئية — المادة المظلمة — لا تُظهر نفسها إلا من خلال جاذبيتها. وكما أن قطرة الماء عندما تتبخر تترك بلورة ملح مجهرية، كذلك الثقب الأسود — وهو منطقة من الزمكان ذات جاذبية شديدة لدرجة أن لا شيء، حتى الضوء، يمكنه الإفلات منها — يمكن أن يتبخر تاركًا بقايا مستقرة متناهية الصغر. هذه الفرضية، التي توحد ميكانيكا الكم والجاذبية، طُوّرت بواسطة Stephen Hawking وJacob Bekenstein.
دراسة جديدة اختبرت ما إذا كانت هذه البقايا من ثقوب سوداء ابتدائية — أجسام وُلدت في ظروف قصوى مباشرة بعد الانفجار العظيم — يمكن أن تشكل المادة المظلمة المرصودة اليوم. أظهر التحليل: إذا كان هناك عدد كبير جدًا من الثقوب الابتدائية الخفيفة، فإن «حبيبات الملح» الخاصة بها ستُنتَج بكميات زائدة، ويصبح الكون مشبعًا بها، وهو ما يتعارض مع البيانات. ومع ذلك، فإن الثقوب السوداء ذات الكتلة الابتدائية التي تبلغ حوالي ألف كيلوغرام (أي ما يعادل كتلة سيارة ركاب) تتبخر تمامًا في عصرنا الحالي. أثناء التبخر، سخّنت الكون المبكر، وبقاياها المستقرة تطابق تمامًا الكثافة الحالية لـالمادة المظلمة.
بينما كانت هذه الثقوب تتبخر، كانت تضخّم التقلبات العشوائية في كثافة المادة، مولّدة خلفية قوية من الموجات الثقالية — تموجات في الزمكان تنبأت بها النسبية العامة. الكاشفات الأرضية والفضائية، التي شارك في تطويرها Kip Thorne، قد تلتقط هذا الصدى للعمليات القديمة. إذا تم تأكيد الإشارة، فسنحصل على دليل رئيسي: المادة المظلمة هي حفنة من «الملح» من ثقوب سوداء ابتدائية تبخرت.
يمكن أن تزن الثقوب السوداء الابتدائية مثل جبل، بينما يكون حجمها أصغر من الذرة.