早在上個世紀，天文學家研究了恆星在星系、星系在星系團的運動速度，透過對宇宙微波背景輻射特徵的觀測，他們取得了令人不可思議的重大發現，宇宙中大部分物質由不可見的“暗物質”構成，它們大約佔宇宙總物質的84%，大部分暗物質躲藏在星系邊緣地帶的“暈圈”。暗物質因不發光的特性而得名，它有許多人們未知的神秘屬性，暗物質也許不是以原子的方式構成，電子和質子也許不是暗物質的更小粒子。

在宇宙中普遍存在的暗物質成為科學家最難以理解的謎題之一，它非常神秘，超出了現有物理學標準模型的定性。主流的物理學家認為，暗物質由目前無法探測的粒子組成，大量搜尋暗物質粒子的實驗沒有取得實質性的突破，非主流的物理學理論排除了微粒說可能，一些物理學家將眼光投射到假設天體——原初黑洞的存在，“暗物質”可能承當了原初黑洞的角色。2016年2月，鐳射干涉引力波天文臺（LIGO）的科學家從兩個黑洞的合併事件第一次探測到了引力波，突破性的觀測成果點燃了科學家原有的熱情，他們以前提出了一個假設：原初黑洞由暗物質構成。早在黑洞事件引發的引力波被發現之前，有一些物理學家認為，幾十倍太陽質量大小的黑洞可能是暗物質的候選物件。

大質量恆星在生命末期以大爆炸方式形成了黑洞，原初黑洞的形成機制有所不同，在早期的恆星誕生之前，原初黑洞已經存在，它們的誕生不同於“恆星——黑洞”產生的一般方式，恆星級黑洞的形成時間很晚，天體物理學家設想了原初黑洞的形成方式：透過原初星雲氣體的直接坍縮、或透過極早期宇宙的暴漲過程，原初物質在氣體衝壓下直接形成了黑洞。

上海交通大學天文學系、李政道研究所和濱州大學天文學和天體物理學系宇宙學和引力研究所、哈佛—斯密森尼天體物理學中心開展了合作研究，中美兩國的科學家最近的分析成果表明了，緊湊而微弱的矮星系可作為檢驗“原初黑洞——暗物質模型”的合適場合。英國皇家天文學會舉辦的《每月通訊》雜誌發表了中美合作團隊的研究成果。透過觀測和分析不規則的矮星系IC1613。 他們大膽地設想，星系中的暗物質源自於原初黑洞。發出微弱光線的矮星系也含有暗物質的“暈圈”，對這類星系的研究可能揭示暗物質的來源。

暗物質來源於原初黑洞，科學家的設想以前有過。假如星系的外圍暈圈由暗物質構成，或者星系外圍的暈圈由大量的奇異粒子形成，那麼星系物質的密度將會出現不同的分佈，合作團隊的科學家認為，透過對微弱矮星系暈圈中恆星的觀測，他們可能發現物質密度變化的效應。矮星系的質量較小，光線十分微弱，恆星和原初黑洞的相互作用可能輕微地改變了恆星的分佈狀態。合作團隊成員透過模擬計算發現，這個矮星系的原初黑洞相當於大約2到14倍的太陽質量，原初黑洞的質量顯然小於LIGO國際引力波團隊發現的雙黑洞。合作團隊開發的模型還有改進的必要，暗物質的存在和性質有許多令人感到撲朔迷離的之處。

（編譯：2018-4-22）