原初黑洞质量函数作为宇宙起源的探测窗口

我们讨论了一个通过原初黑洞（PBHs）质量函数探测宇宙起源的新窗口。利用传统的Press-Schechter形式，针对两种宇宙起源范式（包括暴胀$\Lambda$CDM和反弹宇宙学）简单估算了PBHs的质量函数。标准暴胀$\Lambda$CDM模型无法产生可观数量的大质量PBHs；然而，具有小尺度蓝倾功率谱的非平凡暴胀模型以及物质反弹宇宙学为重型PBHs提供了形成机制，后者可能播下观测到的超大质量黑洞（SMBHs）的种子。通过拟合由斯隆数字巡天（SDSS）和加拿大-法国高红移类星体巡天（CFHQS）类星体推导出的高红移（$z \sim 6$）SMBH质量函数，针对两种宇宙起源范式，我们在所有SMBHs均源自PBHs的先验假设下，推导了$z \sim 6$处PBH密度分数$f_{\mathrm{PBH}}$和特征质量$M_{\star}$的约束。我们证明这一新提出的、依赖利用高红移SMBHs深场巡天天文测量的方法，可用于约束宇宙起源模型。此外，虽非本文重点，我们通过假设$3\times 10^8$年的爱丁顿吸积将质量函数从$z\sim6$演化到$z\sim0$，并给出了$z \sim 0$处$f_{\mathrm{PBH}}$的粗略估计。