L'Univers résonne comme un orchestre : ses notes sont les ondes gravitationnelles, des ondulations de l'espace-temps prédites par Albert Einstein. Les observatoires LIGO, dont la sensibilité doit beaucoup à Rainer Weiss, tentent de les capter. Le plus souvent, nous entendons des roulements de tonnerre – les fusions de trous noirs ordinaires, nés d'étoiles. Mais les astrophysiciens ont essayé de discerner des notes discrètes, à peine perceptibles – les signaux de trous noirs primordiaux, apparus juste après le Big Bang.
Ces petits (certains plus légers qu'un astéroïde) pourraient constituer la matière noire – cette colle invisible qui maintient les galaxies ensemble. L'idée de ces trous noirs fantômes a été développée par Stephen Hawking. Les scientifiques ont simulé des danses informatiques de paires de ces trous noirs et les ont comparées aux données réelles. Le résultat est stupéfiant : l'orchestre n'a pas joué une seule nouvelle note. Presque tous les accords entendus appartiennent à des trous noirs ordinaires.
tel que rédigé par les auteurs, en anglais 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.
Si l'on comprimait la Terre à la taille d'un grain de raisin, elle deviendrait un trou noir. Les trous noirs primordiaux peuvent être des milliards de fois plus légers, mais leur murmure gravitationnel reste détectable.
Dans la science-fiction, les minuscules trous noirs servent parfois de carburant pour les vaisseaux spatiaux – par exemple, dans le cycle « L'Anneau-Monde » de Larry Niven.