ブラックホールは、重力が非常に強いため光さえも逃れることができず、宇宙で最も厄介な物体の一つであり、研究が困難です。
現在、研究者チームはその悩みを次の段階に進め、初期宇宙の超小型ブラックホールが、科学者が見ることができない宇宙の大部分を占める暗黒物質の原因である可能性があると示唆している。
暗黒物質とは、宇宙の質量の約27%を占める、人類がこれまでに開発したいかなる観測機器でも観測できない物質の総称です。暗黒物質の存在は、銀河団などの他の天体への重力作用を通して推測されます。暗黒物質の候補としては、暗黒光子、アクシオン、弱い相互作用をする巨大粒子（WIMP）など、数多く挙げられます。しかし、もう一つの長年の候補として挙げられているのが、原始ブラックホール、つまり初期宇宙に存在する非常に小さなブラックホールです。このブラックホールは宇宙空間を高速で移動しており、周囲を周回する重要な物体が存在しないため、観測が困難です。
今月初めにPhysical Review D誌に掲載された研究チームの研究によると、原始ブラックホールの存在量は「10年に少なくとも1つの天体が太陽系内部を通過するのに十分な大きさだっただろう」とされている。したがって、研究チームは、これらのフライバイ現象は重力波として検出可能であると結論付けた。
チームの発見はタイムリーだ。今月初め、別のチームが、レーザー干渉計重力波観測所（LIGO）が収集した重力波データの中に暗黒物質の兆候が隠れている可能性があると発表した。
特定のブラックホールが「原始的」であるという考えは、宇宙の最も初期の瞬間に、ランダムな揺らぎによって物質の塊が自己崩壊し、比較的小さく光のない存在として誕生したという考えを指します。私たちが観測できるブラックホールは、恒星質量（太陽やそれに似た恒星と同程度）からその数十億倍の大きさまで様々です。つまり、小惑星サイズのブラックホールは相対的に見て非常に小さいですが、さらに小さく、原子サイズにさえなり得ます。
原始ブラックホールが形成されたと考えられる時期と、ブラックホールを検出できる機器を示す図。画像：ESA
カリフォルニア大学サンタクルーズ校の理論物理学者で、この論文の共著者であるサラ・ゲラー氏は、LiveScienceに対し、「原始ブラックホールが確実に存在するとか、原始ブラックホールが暗黒物質の大部分または全てを構成しているとか、あるいは原始ブラックホールが間違いなく太陽系内に存在するとか、そのような主張はしていません」と語った。むしろ、研究チームは、 もし前述のすべてが真実であれば、そのような天体が1年から10年ごとに太陽系内を移動することになると述べている。
新たな重力波の検出が定期的に行われ、現在宇宙に建設中の次世代重力波観測装置 LISA により、原始ブラックホールの研究は刺激的な時代を迎えています。
