可能会发现，难以捉摸的物质不包含任何新粒子
当
aLIGO （高级激光干涉引力波观测器）项目的发言人于2016年2月11日宣布检测到引力波时，我感到非常惊讶。 当然，我们希望aLIGO在某个时候给我们带来一些有趣的东西，但是我们正在考虑初步结果。 我们认为，该项目经过几个月的复杂而困难的计算后，会给我们一种微弱的信号，有点超出噪音。
但是，不，在2月的这一重要日子所显示的图表是如此清晰和明确，以至于它们无需证明任何东西。 用我自己的眼睛可以看到一个波形，该波形不能与任何东西混淆-这是两个黑洞的合并，其结果是引力波向周围的时空发射。
不仅如此。 aLIGO看到的黑洞根本不应该存在。 我们知道黑洞的质量是太阳质量的一百万或万亿倍，并且我们已经看到了质量与太阳相当的小黑洞。 但是，aLIGO看到的黑洞质量是太阳的30-60倍。 我的一些同事认为，aLIGO发现的中等大小的黑洞可能与向我们隐藏了将近50年的暗物质相同。
这并不是科学家首次提出黑洞可能是暗物质，但我们认为这种可能性显然被拒绝了。 这个想法的复活是新发现后产生的丰富创意活动的另一个示例。 如果您以新的眼光和热情去看待过时的想法，它们可能会重新流行起来，甚至取代公认的观点。 对发现的修改也将看似无与伦比的研究领域汇集在一起（在我们的案例中是暗物质和引力波），并导致了卓有成效的联系。
1970年代，史蒂芬·霍金（Stephen Hawking）和他的研究生伯纳德·卡尔（Bernard Carr）建议，在大爆炸之后爆发的混乱之中，可能会出现大量微小的
黑洞 。 随着时间的流逝，它们可能会成长并成为星系形成的基础。 它们甚至可以为宇宙的整体能源预算做出贡献。 黑洞很重，很难看到-我们需要这些属性来解释宇宙的缺失。
几十年来，这种想法的忠实支持者不断发展。 在1990年代，她似乎幸免于难。 在
MACHO实验中，科学家将望远镜送至大麦哲伦星云以寻找闪烁的光线，这意味着黑洞在恒星前方通过。 他们发现，要获得足够的黑洞将宇宙中的所有暗物质冲刷掉给他们，将是非常困难的。
后来，普林斯顿高等研究院的蒂莫西·布兰特（Timothy Brandt）研究了黑洞对密集恒星团聚的影响，稠密星团是生活在银河系周围空隙中矮星系中的球状星团。 他表明，如果出现过多的黑洞，这些星团会发热，膨胀并迅速死亡。 他用矮星系Eridanus II中特定星团的特定值代替，他能够证明只有一小部分暗物质可以黑洞的形式存在。 在这方面，黑洞充当暗物质的想法已经变成了另一个奇特的想法，理论家喜欢玩这个想法，但在自然界中却没有真正的支持。
对暗物质的搜索集中在弱相互作用的大颗粒
WIMP上 。 这些是基本粒子，从最早的时候开始就是遗物，当时自然界中的基本相互作用被组合起来并表现出与现在完全不同的行为。 对于我的许多同事而言，WIMP发现是不可避免的；它们必须存在。 根据大多数宇宙学家的看法，一旦我们构建了足够大且功能强大的工具，便不可避免地会看到这些奇怪的粒子。
那只是没有发生。 随着时间的流逝，我们的探测器变得越来越强大，越来越大，但是却什么也没发现。 在最近的
LUX实验中，寻找在南达科他州Lead地下一公里深处埋没的半吨液态氙中留下能量的稀有粒子，它们无法显示从未见过的粒子的证据。 LUX的创始人之一，布朗大学的Richard Gateskel说：“如果提高灵敏度可以使我们看到清晰的暗物质信号，那就太好了。 但是，我们观察到的只是背景。”
鉴于WIMP处于绝望的位置，选择一些古老的，投机性的，废弃的想法是有意义的。 在最近的两部作品中，其中之一由大学的Simeon Bird领导。 约翰·霍普金斯（John Hopkins）和另一位东京汤川大学的佐佐木美佐夫（Misao Sasaki）就是这样做的。
在发现aLIGO的推动下，他们得出了一个问题，即称重数十个太阳能电池的黑洞是否可能是暗物质。 银河系中应该有100亿个这样的空洞，而距离我们太阳系只有几个光年的距离。 其中一些必须形成二进制系统，而其中的某些系统可以被aLIGO检测到。 两支团队一致认为，aLIGO每年应从数个单位到数十个此类事件进行探测，并且它们应胜过以恒星坍塌等方式出现的其他黑洞。 换句话说，如果这些黑洞是银河系暗物质，您可以期望aLIGO看到它们。 他看到了他们。
细节中的魔鬼。 史前黑洞应该如何出现仍然是一个悬而未决的问题。 一个想法是，它们是在通货膨胀时期的早期宇宙加速扩张的短暂时期出现的。 那个时期的冲击和振动被认为将能量集中在致密的球中，这将导致形成黑洞。 为了使我们能够检测到它们，这些孔必须足够靠近以合并并发射引力波。 这种情况的发生方式和时间取决于银河系的形状，物质的密度和黑洞的速度。 合理的假设给出了有希望的答案，但这些仍然是推测。
这些只是继aLIGO的发现之后，该领域的第一步，任何事情都可能发生。 MACHO实验的局限性和球状星团的物理性质都与这一想法背道而驰，但是一些绝妙的想法可以解决与观测有关的所有问题。
aLIGO的开业使我想起了我在职业生涯中观察到的又一次转变。 1991年，
COBE卫星首次测量了大爆炸遗留下来的CMB波。 对这种辐射的失望和几乎是古怪的搜寻持续了超过25年，并且几乎转移到省宇宙学领域。 宇宙学本身似乎很深奥，很难描述科学，尽管它是一个非常有趣和富有创造力的话题，却是一个模糊的领域。 但是，当辐射最终被发现时，这不仅为天文学，而且为粒子物理学创造了大量思想。
几十年来，我们一直试图将统治早期宇宙的自然基本定律与星系的出现方式联系起来，以便进化和形成当今可见的大规模结构。 COBE的发现使我走上了今天一直遵循的道路，并且我可以想象aLIGO将如何与新一代物理学家在寻找暗物质方面做同样的事情。