[비즈한국] 在電影《火星任務（Project Hail Mary）》中，最有趣的設定之一就是外星生命洛基（Rocky）感知世界的方式。洛基所屬的艾瑞迪恩（Eridian）族不像人類那樣透過眼睛直接觀察光線。他們透過一種將光線轉化為非視覺感官的工具來理解恆星。對於艾瑞迪恩人來說，星光可能是類似於人類所認知的暗物質或引力波的存在。因為用身體的感官器官無法直接感受到，只有透過精密的裝置才能感知到它們的存在。
正如洛基透過工具觀察星辰並探索宇宙一樣，人類也透過工具感知著看不見的宇宙。特別是引力波，那是人類身體無法直接感受到的時空本身的震動。或許對於艾瑞迪恩族來說，引力波比星光更是一種自然的概念。如果是一個無法直接看到光的文明，完全可以想象他們理解宇宙的起點並非電磁波，而是空間的震動。
為了感受這種震動，人類製造了巨大的裝置。在地球上建造了數公里長的鐳射干涉儀，利用鏡子、真空管和鐳射來測量時空極其微小的形變。這意味著人類文明整體已成為一個巨大的感官器官，去代償身體所無法感受到的事物。現代天文學已超越了透過望遠鏡觀察光的學科，擴充套件到了解讀宇宙留下的震動、粒子和引力痕跡的學科。
最近，這個巨大的感官器官捕捉到了一個可能撼動整個宇宙論的異常訊號。如果對該訊號的解讀是事實，那麼人類可能已經看到了宇宙大爆炸後留下的最古老黑洞的痕跡。這不是宇宙誕生後幾分鐘或幾秒鐘，而是可能在更早時期形成的原始黑洞的痕跡。更進一步說，這一訊號可能與暗物質的起源有關。
在過去的十多年裡，LIGO、VIRGO和KAGRA一直傾聽著宇宙的震動。引力波探測器主要捕捉到的事件，是相互繞轉的黑洞或中子星在最後時刻碰撞時留下的劇烈時空痕跡。迄今為止檢測到的大多數引力波事件，其質量範圍大都在當前恆星演化理論可以解釋的範圍內。它們都是巨大的恆星誕生、演化、爆發，殘留的黑洞或中子星再次相互碰撞並釋放出引力波的事件。
然而，在迄今觀測到的引力波中，幾乎沒有確認過由比太陽輕得多的天體產生的訊號。現有的引力波探測器主要對太陽質量以上的重天體產生的震動敏感，這對天文學家來說仍是一個重要的侷限。通常由恆星死亡形成的黑洞，其質量往往比太陽重得多。至少，比太陽輕的黑洞僅靠普通的恆星演化是難以形成的。
因此，如果發現了比太陽輕的黑洞痕跡，那麼它極有可能是宇宙大爆炸後直接形成的原始黑洞。原始黑洞並非由恆星死亡產生。它可能是在恆星和星系出現之前，當宇宙處於極度高溫和高密度的時期，因密度波動直接導致引力坍縮而形成的。
從這一點來看，2025年11月12日LIGO、VIRGO和KAGRA探測器所捕捉到的引力波訊號非常值得關注。有觀點提出，該訊號可能是由兩個原始黑洞合併而產生的。特別是分析結果顯示，兩個天體中至少有一個質量比太陽輕的機率超過了99%。估計的質量範圍大約在太陽質量的10%到80%左右，屬於非常輕的領域。
更令人感興趣的是，在觀測到該引力波訊號的同時，並沒有觀測到相應的電磁波訊號。不僅是可見光，在X射線或伽馬射線中也沒有確認到明顯的伴隨訊號。這增強了該事件是幾乎不發光的緻密天體，即黑洞合併的可能性。當然，目前還不能完全斷定這就是一個天體物理學事件。隨著分析的進行，其作為隨機噪聲的可能性正在降低，但仍處於需要非常謹慎驗證的階段。
儘管如此，天文學家關注該事件的原因顯而易見。如果這一訊號確實源於天體物理學事件，且其本質是比太陽更輕的黑洞，那麼人類就發現了常規恆星演化無法解釋其質量範圍的黑洞。當然，也不能完全排除它是比黑洞稍輕的中子星，或者尚不為人知的高密度天體。但可以肯定的是，這一事件很難僅用普通恆星演化最終階段這一熟悉的解釋來理解。
原始黑洞的可能性之所以重要，是因為它直接關聯到宇宙的最早期。原始黑洞既不需要超新星爆發，也不需要恆星的核聚變演化。當宇宙仍處於高溫等離子體狀態時，如果某個區域的密度比周圍稍高，該區域就可能因自身引力直接坍縮。這樣形成的黑洞不需要遵循恆星的質量規律。理論上，它們的質量分佈可以從輕如小行星到接近超大質量黑洞，多種多樣。
因此，原始黑洞長期以來被視為暗物質的候選者之一。暗物質既不發光也不吸收光，但透過引力對星系和星系團的運動產生決定性影響。如果在宇宙早期形成了大量原始黑洞並留存至今，那麼其中一部分有可能承擔了暗物質的角色。
在此次討論中，特別令人感興趣的部分是原始黑洞的形成模型。在宇宙早期，強相互作用、弱相互作用、電磁力等基本相互作用的物理條件與今天大不相同。有觀點認為，在宇宙冷卻的過程中存在特定的相變時期，當時密度波動被放大，從而集體形成了原始黑洞。在這種模型中，由於原始黑洞的質量分佈可以廣泛擴散，因此比太陽質量輕的黑洞也能得到自然的解釋。
此次報告的引力波訊號形態被解讀為與這種輕質量原始黑洞群模型非常吻合。研究人員估算，當應用原始黑洞的質量分佈和合並可能性時，LIGO、VIRGO和KAGRA探測器每年大約可以探測到0.8到8起這樣的原始黑洞碰撞訊號。雖然頻率不算非常高，但也意味著這並非完全不可能的事件。
進一步說，如果該訊號確實源於原始黑洞的合併，有人主張原始黑洞可能佔據了宇宙中暗物質總量的至少約4%。這並不意味著所有暗物質都是原始黑洞，但這表明目前尚未查明身份的暗物質中，有一部分可以用原始黑洞來解釋。
如果這種解讀是正確的，那麼暗物質的真相可能比我們想象的要複雜得多。暗物質可能並非由單一的新基本粒子組成的簡單成分。其中一部分可能是原始黑洞，一部分是尚未發現的粒子，另一部分可能擁有完全不同的物理起源。宇宙中看不見的質量可能不是一個能用單一答案解決的問題，而是一種由多種暗物質成分混合而成的複雜結構。
甚至有觀點提出，此前LIGO、VIRGO和KAGRA檢測到的太陽質量數倍至數十倍，或者更重黑洞的合併事件中，有一部分也可能是原始黑洞的碰撞。一直以來，我們將許多引力波事件解讀為恆星質量黑洞的合併。但如果宇宙早期形成的原始黑洞群確實存在，那麼其中一部分可能已經進入了當今引力波觀測網的視線。
人類正經歷著一個非常微妙的時代。我們透過各種翻譯裝置來感知肉眼無法直接看到的宇宙。望遠鏡將可見光擴充套件到無線電波、紅外線、X射線和伽馬射線，引力波探測器將時空的震動轉化為數字和波形。正如洛基透過質感解讀星光一樣，人類透過由鐳射、鏡子和真空管組成的巨大裝置來解讀看不見的宇宙震動。
透過這些翻譯裝置，人類甚至試圖尋找那些因太輕而被認為難以存在的黑洞的微弱痕跡。如果那真的是宇宙大爆炸後留下的原始黑洞的聲音，那麼我們正站在宇宙最古老的秘密第一次發出聲音的時刻。有可能，那些在光之前、恆星之前、星系之前可能就已存在的黑洞，在138億年後的今天，正透過時空的震動顯現出自己的蹤跡。
如果存在一個能自由感受引力波震動的艾瑞迪恩文明，對他們來說，宇宙絕不是一個安靜的空間。每當黑洞和中子星碰撞時，宇宙都會低鳴，在星系深處發生的巨大合併痕跡將穿過整個時空傳播開來。對他們而言，夜空可能不是點點閃爍的風景，而是一片不斷震動和轟鳴的巨大振動海洋。
正如洛基第一次理解了恆星的存在一樣，人類文明也進入了一個感知暗物質和時空震動的新階段，而這些曾經看起來是不可見的。我們現在已超越了觀察宇宙的文明，成為了聆聽和解讀宇宙震動的文明。而在那震動之中，或許隱藏著恆星誕生前宇宙留下的最古老記憶。
作者Ji Ung-bae是？熱愛貓咪和宇宙。童年時期看了《銀河鐵道999》後，立下了向世人宣傳宇宙之美的夢想。目前擔任世宗大學自由專業學部助理教授，參與講座和寫作等多種科學傳播活動。著有《每天一片宇宙》、《星光璀璨的宇宙科學家們》、《雖無法觸及但可知曉》、《看到宇宙就會浮現的奇怪問題們》等書，並翻譯了《給真正宇宙旅行者的指南》、《我為何殺死了冥王星》、《量子生活》、《Cosmigraphic》等作品。