LIGO 上原初黑洞的模型无关发现前景

原初黑洞可能编码早期宇宙的条件，并甚至可能构成宇宙暗物质的可观比例。其存在尚待确立。然而，质量低于 $\sim1~\mathrm{M}_\odot$ 的黑洞不能作为恒星演化的终点形成，因此即便探测到这样一个对象也将是新物理的确凿证据，并构成至少部分暗物质由原初黑洞组成的证据。引力波探测器能够通过探测轻黑洞并合对此类做出确定性发现。但由于并合率强烈依赖于黑洞质量函数形状，难以确定作为黑洞总体丰度函数的发现或限制潜力。此处，我们直接最大化与最小化并合率，以将观测结果联系到可观测对象的实际丰度。我们表明 LIGO 可在未来十年内发现轻原初黑洞并合，即便此类黑洞仅占暗物质的极小部分。涉及此类对象的单次并合事件将 (i) 提供新物理的结论性证据，(ii) 确立部分暗物质的性质，以及 (iii) 探测远超出今日可观测尺度的宇宙学历史。