原初黑洞的演化及其最终可观测自旋

地基引力波探测器质量范围内的原初黑洞可构成暗物质的显著组分。并合的质量与自旋测量可用于区分双星黑洞的天体物理或原初起源。在标准情景中，原初黑洞在形成时自旋非常小。然而，其质量与自旋可因吸积随宇宙历史演化。我们表明原初黑洞的质量与自旋以红移相关的方式关联：特别地，质量低于 ${\cal O}(30)M_\odot$ 的原初黑洞在任何红移下都可能无自旋，而更重的黑洞在红移 $z\sim10$ 之前可接近极端 Kerr。质量与自旋分布对红移的依赖性可用 Einstein Telescope 等未来探测器探测。质量与自旋演化影响引力波波形参数，特别是并合遗迹的最终质量与自旋分布，以及双星有效自旋的分布。我们认为，与天体物理形成情景相比，黑洞双星的原初起源或许能更好地解释 LIGO-Virgo 探测到的并合事件的自旋分布，其中双星有效自旋参数除少数可能的质量较高事件外均与零相容。LIGO-Virgo 第三次观测运行的即将公布的结果可能加强或削弱这些预测。