作为宇宙结构产生源的太初黑洞

太初黑洞(PBHs)可在$10^2 M_{\odot}$以下的多个质量窗口提供暗物质，而$30 M_{\odot}$的PBHs或可解释LIGO事件。远大于此质量的PBHs即使仅提供一小部分暗物质，也可能产生重要影响。特别是，它们可个体通过“种子”效应或集体通过“泊松”效应生成宇宙学结构，从而缓解标准CDM图景中的一些难题。若PBHs均具有相近质量且对暗物质贡献较小，则种子效应在小尺度上占主导，此时PBHs可播种星系核中的超大质量黑洞甚至星系本身。若它们质量相近且构成暗物质，则泊松效应在所有尺度上占主导，首批束缚云的形成将早于通常图景，并带来有趣的观测后果。若PBHs具有更可能的扩展质量谱，它们可同时履行三种角色——提供暗物质、束缚首批束缚云并生成星系。此情况下，星系质量函数自然具有观测到的形式，星系质量与黑洞质量简单相关。该图景下PBHs产生的随机引力波背景将从LIGO频率连续延伸至LISA频率，为未来巡天提供潜在目标。