由轻量随机旁观场产生而无须精细调节的原初黑洞

我们研究了一种原初黑洞(PBH)形成机制,该机制不依赖于特定的暴胀特征或奇异物理。在此场景中,导致PBH形成所需的大曲率涨落,由暴胀期间一个轻量随机旁观场在暂态主导能量密度时,于暴胀后由其量子涨落产生。我们计算了此类旁观场在暴胀期间及之后的动力学、诱导曲率扰动的分布及其导致PBH大量产生的非高斯尾部。对于平台型势,当考虑热历史效应时,该场景产生一个扩展的PBH质量分布,其峰值位于太阳质量尺度。该场景的显著之处在于无需参数精细调节,而是借助对该场随机性所预测的所有PBH丰度实现的人择选择。该场景以最小组分且无须精细调节提供了PBH形成的新视角,并可进行观测检验,特别是通过黑洞并合的引力波观测以及纳米赫兹频率背景的观测,正如脉冲星计时阵列近期所观测到的。