原初黑洞与宇宙学问题

本文论证宇宙中的大部分黑洞（BH）为原初黑洞（PBH）。近期天文观测强力支持这一论断，其表明质量为 $M= (10^6 - 10^9) M_\odot$ 的超大质量 BH 作为星系形成的种子，质量为 $M = (10^3 - 10^4) M_\odot$ 的中等质量 BH 对球状星团与矮星系起同样作用，而数太阳质量的黑洞则是宇宙暗物质的组成成分。文中描述了 1993 年提出、并预言了这些宇宙特征的 PBH 形成机制。该模型导出由三个常数参数决定的 PBH 对数正态质量谱。适当调节这些参数可定量解释上述特征。特别地，计算所得年轻宇宙（$z = 5 - 10$）中大量超重 BH 的密度与数据吻合良好。假设 LIGO 发现引力波的源为 PBH，其令人困惑的性质也得到自然解释。