早期宇宙中的黑洞

巨大黑洞的存在是在二十世纪六十年代发现首批类星体时被提出的。到了九十年代末，其在银河系及少数邻近星系中的真实性得到了无可置疑的证明。此后，人们进行了大量的理论和观测工作以理解巨大黑洞的天体物理学。我们发现，一些已知质量最大的黑洞（重达数十亿太阳质量）在宇宙诞生后的第一个十亿年内为明亮的类星体提供了能量。因此，首批巨大黑洞必然是在首批恒星和星系形成的时期形成的。动力学证据也表明，质量为百万至数十亿太阳质量的黑洞通常存在于当今星系的中心。巨大黑洞如今遍布星系中心，并在过去作为类星体发光；我们现在在邻近核球中探测到的宁静黑洞正是这段炽热历史的休眠遗迹。在本综述中，我们报告了关于巨大黑洞宇宙学意义的基本但关键的问题。导致首批巨大黑洞形成的物理机制是什么？初始巨大黑洞种子的质量有多大？它们何时何地形成？黑洞的增长与其宿主星系的生长有何联系？对这些问题的多数解答仍在进行中，秉承了《物理学进展报告》的精神。