作为暗物质的大质量原初黑洞及其引力波探测

大质量原初黑洞（MPBH）可以在暴胀之后形成，源于原初曲率功率谱中的宽峰在辐射时代引力坍缩，形成黑洞团簇，这些团簇在复合后合并并增加质量，如今产生一个质量范围从0.01到$10^5~M_\odot$的宽质量谱黑洞。这些MPBH可以作为星系种子并快速启动结构形成，引发再电离，在红移$z>10$处形成星系，在$z>1$处形成星系团。它们也可能是超大质量黑洞（SMBH）和中等质量黑洞（IMBH）形成的种子，通过吸积气体并在高红移处形成星系和类星体的中心。它们静止形成，自旋为零，与普通物质的相互作用截面可忽略不计。如果存在足够多的此类MPBH，它们可能构成当今暗物质的主体。这类原初黑洞（PBH）可能是观测到的宇宙红外背景（CIB）和X射线背景涨落的原因。MPBH可以通过它们合并形成更大质量黑洞时发出的引力波直接探测，正如LIGO最近报道的那样。它们自复合以来的持续合并可能产生一个随机引力波背景，最终可被LISA和脉冲星计时阵列（PTA）探测到。MPBH实际上可能是费米、MAGIC和钱德拉望远镜观测到的未识别点源的原因。此外，通过引力弹弓效应从矮椭球星系（DSph）等浅势阱中抛射恒星，可能由MPBH引起，从而缓解标准无碰撞冷暗物质（CDM）的子结构和“太大而不能倒”问题。它们的质量分布在今天峰值在几十个$M_\odot$，也可以通过长持续时间微引力透镜事件以及GAIA观测到的恒星异常运动来探测。它们作为宇宙中CDM的存在可以通过类星体透镜图像的时间膨胀来观测。