利用标量诱导引力波基于 NANOGrav 脉冲星计时数据对原初黑洞的贝叶斯推断

假设 NANOGrav 12.5 年数据集中的公共谱过程起源于标量诱导引力波，我们首次通过执行贝叶斯参数推断，研究原初曲率扰动的增强与原初黑洞的质量函数。当假设原初曲率扰动功率谱服从宽度为 $\sigma$ 的对数正态分布函数时，我们在 95% 置信水平下得到谱振幅的下限，即 $\mathcal{A}\gtrsim10^{-2}$。在 $\sigma\rightarrow0$ 的情况下，我们发现质量为 $2\times10^{-4}-10^{-2}$ 太阳质量的原初黑洞被允许至少构成暗物质的 $10^{-6}$ 份额。该质量范围对更大的 $\sigma$ 值偏移至更高质量区间，例如，在 $\sigma=1$ 时偏移至 $4\times10^{-3}-0.2$ 太阳质量区间。我们预期规划中的引力波实验对 $\mathcal{A}$ 的最佳灵敏度在 $10^{-4}$ 到 $10^{-7}$ 范围内，取决于实验装置。凭借此灵敏度水平，我们可搜索整个参数空间中的原初黑洞，特别是在 $10^{-16}$ 到 $10^{-11}$ 太阳质量范围内，其可能构成全部暗物质。此外，我们强调了多波段探测器网络对实现我们理论预期的重要性。