Les trous noirs primordiaux — des objets de la taille d'un atome mais dont la masse dépasse celle d'un astéroïde — auraient pu naître dans les tout premiers instants après le Big Bang. Aujourd'hui, on les considère comme les principaux candidats pour la matière noire, cette substance invisible dont l'influence gravitationnelle empêche les galaxies de se disloquer. Les détecter directement est extrêmement difficile : ils n'émettent presque aucun rayonnement.

Cependant, leur gravité les trahit, plus précisément les forces de marée. Lorsqu'un tel trou noir traverse un nuage d'hydrogène, la différence d'attraction entre le côté proche et le côté lointain de l'atome l'étire comme un caramel mou jusqu'à ce qu'il se déchire. Les sursauts produits par ces déchirures sont ce que les scientifiques recherchent dans le rayonnement radio ancien — le fond diffus cosmologique, qui nous parvient d'une époque où l'Univers n'avait que 380 000 ans.

L'effet le plus inattendu : les trous noirs peuvent même briser les noyaux de deutérium, un isotope de l'hydrogène. Cette interférence modifiait la composition chimique de l'Univers primordial, et c'est peut-être précisément de telles anomalies dans l'abondance des éléments légers qui deviendront la clé pour percer la nature de la matière noire. Une telle méthode de détection aurait surpris les pionniers de la chimie cosmique — George Gamow et Ralph Alpher, qui ont posé les fondements de la théorie de la nucléosynthèse primordiale.