原初黑洞作为暗物质

我们考虑了暗物质由原初黑洞 (PBHs) 组成的可能性，特别强调了目前允许的质量窗口：$10^{16}$ - $10^{17}\,$g、$10^{20}$ - $10^{24}\,$g 和 $1$ - $10^{3}\,M_{\odot}$。较小蒸发 PBHs 的普朗克质量遗迹也被考虑在内。我们回顾了所有相关约束（引力透镜、动力学、大尺度结构和吸积），并考虑了精确计算 PBH 丰度所必需的各种效应（非高斯性、非球形、临界坍缩和合并）。如果 PBH 的质量函数是单色的，则很难将所有暗物质都置于 PBHs 中，但如果质量函数是扩展的，正如许多场景中所预期的那样，这仍然是可能的。因此，我们引入了一种将观测约束与扩展 PBH 质量谱进行对比的新方法。该方法适用于任意约束和广泛的 PBH 形成模型，并允许我们识别出从所有质量范围的约束中可以得出哪些与模型无关的结论。我们特别关注由暴胀产生的 PBHs，指出了形成过程中的哪些效应影响了从暴胀功率谱到 PBH 质量函数的映射。然后，我们将我们的方案应用于两个由 PBHs 提供暗物质的特定暴胀模型。鉴于 LIGO 最近探测到的黑洞并合，暗物质处于 $1$ - $10^{3}\,M_{\odot}$ 的中等质量 PBHs 中的可能性引起了特别关注。普朗克遗迹的可能性也令人感兴趣，但几乎无法测试。