时空结构可能充满了巨大的引力波，这种可能性让物理学家们兴奋不已。从被称为脉冲星的死亡恒星核发出的光中看到的潜在信号，引发了大量理论论文，推测奇异的解释。
最平凡但仍然非常轰动的可能性是，北美纳赫兹引力波天文台（NANOGrav）的研究人员，该天文台使用银河系作为巨大的引力波探测器，终于看到了长期以来寻求的背景信号，该信号是在宇宙中超大质量黑洞碰撞和合并时产生的。另一种解释认为它起源于高能宇宙弦的振动网络，这可能为科学家提供关于物理现实基本成分的极其详细的信息。第三种可能性是，该合作项目发现了时间之初无数小黑洞的产生，这些黑洞本身可能解释了被称为暗物质的神秘物质。
康涅狄格大学的天体物理学家、NANOGrav 团队成员基亚拉·明加雷利说：“人们多年来一直在预测宇宙弦和原初黑洞，现在，最终，我们有了一个信号。” “我们不确定是什么产生了这种信号，但很多人真的、真的很兴奋。”
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物理学界已经从大型地面引力波实验中了解了很多关于宇宙的信息，例如激光干涉引力波天文台（LIGO）及其欧洲对应物 Virgo。但是，正如电磁波以从压缩的伽马射线到长无线电波的频谱出现一样，引力波的范围也从太阳大小的黑洞合并时产生的时空中微小的振动，到波长以光年为单位的可测量振动，这些振动可能需要数十年才能通过我们的星球。这些较大波的集体、重叠的嘈杂声，被认为是星系中心潜伏的巨型黑洞碰撞时产生的，正是 NANOGrav 合作项目一直致力于捕获的。
它通过关注被称为毫秒脉冲星的物体来实现这一点，毫秒脉冲星是在大质量恒星作为超新星爆炸并留下快速旋转的残余核心时产生的。脉冲星强大的磁场可以产生一束辐射，该辐射束会摆动，以原子钟的精度反复扫过地球。如果时空结构中的扭曲出现在地球和脉冲星之间，则可能导致该信号比预期到达时间略早或略晚。如果望远镜看到这样一个偏移，可能意义不大。但 NANOGrav 已经监测了来自 45 个脉冲星的光，这些脉冲星分散在数千光年范围内超过 12.5 年，寻找它们到达时间之间的相关性，这可能表明存在引力波。
去年九月，该合作项目在预印本服务器 arXiv.org 上发布了一篇论文，该服务器托管了尚未经过同行评审的科学文章，表明其监测的脉冲星都显示出类似的闪烁。（该论文自那时起已经过同行评审并发表。）明加雷利说，发生这种情况的几率在千分之一到万分之一之间。作为一个团队，NANOGrav 很谨慎，并且没有声称它已经看到了引力波信号，这需要观察其脉冲星信号到达时间之间的高度特定相关性。但这并没有阻止其他科学家涌入这些数据。
波兰华沙大学的理论物理学家马雷克·莱维茨基回忆说，NANOGrav 研究在星期五早上很早就出现了，到上午 10 点，他的合作者、伦敦国王学院的约翰·埃利斯就发现了它。尽管对此类信号的通常解释是超大质量黑洞引力波背景，但莱维茨基知道另一种可能的罪魁祸首是宇宙弦，他开始运行模型以查看此选项是否可以解释数据。“到星期六，很明显这是一个很好的契合，”他说。
研究人员喜欢宇宙弦，因为它们将宇宙学事件直接与高能粒子物理学联系起来。大爆炸后不久，四种已知力中的三种——电磁力以及强核力和弱核力——将被挤压成一种超力。当强核力解离自身时，宇宙将经历所谓的相变，很像水结冰。正如结冰的湖泊通常包含在其主体凝固时产生的长裂缝一样，可见的宇宙将被巨大的、近一维的能量管纵横交错地遍布其长度。这样的物体会像钢琴弦一样绷紧，并且可以振动出引力波，这看起来就像 NANOGrav 拾取的信号。
日内瓦附近欧洲核子研究中心 (CERN) 的理论物理学家凯·施密茨说，由于这些宇宙弦起源于时间之初，因此它们将携带有关宇宙暴胀等过程的信息，在此期间，宇宙被认为以惊人的速度迅速膨胀，以及在不同极端温度下不同粒子的产生。来自这些条件的信息，这些条件不可能在大型强子对撞机等粒子加速器中创造出来，可以帮助研究人员产生一个大统一理论，将大多数已知粒子和力联系起来，从而取代当前的粒子物理标准模型。施密茨与两位合作者一起在物理评论快报 (PRL) 上发表了一篇论文，概述了宇宙弦如何解释 NANOGrav 在 1 月 28 日的数据，同一天，莱维茨基和埃利斯的类似文章也发表了。
伦敦国王学院的宇宙学家尤金·林说：“如果我们探测到宇宙弦，那将是我一生中最伟大的发现。” “它可能比希格斯玻色子更重要，可能比引力波本身更重要。”
出于这个原因，并非这两篇论文的共同作者的林强调，需要以大量的克制来考虑这些概念。NANOGrav 合作项目仍然需要确认它实际上看到了引力波。而且，这些引力波频谱的形状尚未被描绘出来并被发现符合宇宙弦的解释，林补充说，每一步都可能需要数年时间。
与此同时，物理学界的另一部分人认为，该信号可能起源于被称为原初黑洞的实体。与通常在巨星死亡时诞生的常规黑洞不同，这些黑洞将在早期宇宙中形成，当时物质和能量由于暴胀结束时发生的过程而在宇宙中不均匀地散射。某些过度稠密的区域可能会在自身重量下坍塌，从而产生各种大小的黑洞。来自 LIGO 和 Virgo 的观测结果可能表明原初黑洞之间的合并，这已经在许多研究人员的脑海中植入了这样一种想法，即这些奇怪的物体不仅仅是投机小说。某些理论家喜欢它们，因为作为不发光的实体，它们可以解释宇宙中部分甚至全部的暗物质。
日内瓦大学的天体粒子宇宙学家安东尼奥·里奥托说：“这是一种经济的解释”，因为它们不需要推测关于奇异的未被探测到的粒子，例如 WIMP 或轴子，这些粒子迄今为止一直主导着物理学家对暗物质的思考。
里奥托与两位共同作者一起撰写了第三篇发表在 PRL 上的论文，展示了 NANOGrav 信号如何通过大量小行星大小的黑洞在宇宙大爆炸后不久产生来解释，产生了一种引力波遗迹，它将在现代传播到我们这里。根据研究人员的模型，这些微型原初黑洞可能构成宇宙中高达 100% 的暗物质。
然而，西班牙马德里自治大学的理论物理学家胡安·加西亚-贝利多说，这种可能性也需要谨慎对待，他没有参与这项工作。虽然 NANOGrav 数据包含暗示，但它并没有完全显示出表明引力波的特定相关模式，而且在他看来，许多推测似乎为时过早。“我是第一个希望有原初黑洞的人，”他说。“但我恐怕它还没有到来。”
尽管如此，理论活动的爆发表明物理学家对这些结果的重视程度。NANOGrav 研究人员还有两年半的脉冲星数据正在梳理，这可能有助于区分这些解释中的一些或全部组合是否可行。他们还与国际合作者合作，例如欧洲脉冲星计时阵列 (EPTA) 和澳大利亚帕克斯脉冲星计时阵列 (PPTA)，每个阵列都对其他脉冲星进行了观测，这可能使他们更接近于发现最终确定引力波背景所需的相关性——这个过程应该在今年年底前进行。
明加雷利说：“如果我们将所有数据结合起来后没有看到信号，我会感到震惊。”