在多信使时代照亮暗物质宇宙

多信使天文学的精确时代，以及现代天体物理、宇宙学和引力波观测，日益指向存在一个不可在标准模型和广义相对论框架内解释的“暗”部门。在本综述中，我们探讨了标准物理的扩展，审议如何利用观测数据来探测新型粒子和相互作用。我们涵盖从太阳系测试到银河和宇宙观测的各种尺度，考察了诸如弱相互作用大质量暗物质粒子等传统暗物质候选者，以及包括超轻场和原始黑洞等替代情形。我们讨论了来自致密天体（如中子星、黑洞、脉冲星和磁星）观测所得的约束，以及来自高能天体现象的约束。此外，我们分析了涉及额外标量场的广义相对论扩展及其对引力波信号和来自原始黑洞的随机背景的影响。我们还研究了暗物质在致密天体中的捕获与积累，这可能改变其质量、半径和潮汐可变性等属性，并考虑暗物质衰变为标准模型粒子的情形。尽管当前观测已经对暗物质和修正引力模型施加了显著限制，但预期将来的实验和观测站也将进一步探测或发现此类新物理，通过改进对粒子质量和相互作用强度的约束。