暗中共舞：探测一批遥远的原始黑洞

原始黑洞（PBHs）是提议于早期宇宙由小尺度过密度坍缩形成的致密天体。若其信号能与天体物理黑洞并合所产生的信号区分开，则 PBH 的存在可通过观测 PBH 并合发射的引力波（GWs）探测到。本工作中，我们预估了爱因斯坦望远镜（一个提议的第三代 GW 观测台）识别并测量亚主导遥远 PBH 种群丰度的能力，以两种群并合率红移演化差异作为判别量。我们细致建模并合率，并生成爱因斯坦望远镜将观测到的 GW 信号中光度距离与误差的真实模拟星表。我们使用两种独立统计方法分析模拟数据，发现借助更强的基于似然的方法，在爱因斯坦望远镜一年（十年）观测运行中，小至 $f_\mathrm{PBH} \approx 7 \times 10^{-6}$（$f_\mathrm{PBH} \approx 2\times10^{-6}$）的 PBH 丰度可在 $3\sigma$ 水平与 $f_\mathrm{PBH} = 0$ 区分开。我们的模拟数据生成代码 darksirens 快速、易扩展，并在 GitLab 公开可用。