原始黑洞是暗物质吗？

链接表

摘要和 1 引言

2 一些悬而未决的问题

2.1 PBH 的丰度是多少？

2.2 PBH聚类的效果如何？

2.3 目前观测到的引力波事件中有多少可以归因于黑洞？

2.4 PBH 是暗物质吗？

3 PBH 路线图

3.1 高红移合并

3.2 太阳系下的黑洞

3.3 利用 PBH 填补对不稳定性缺口？

3.4 PBH 偏心率、3.5 PBH 自旋和 3.6 未来的伽马射线望远镜

4 结论与参考文献

2.4 PBH 是暗物质吗？

认为 PBH 可能包含大部分暗物质的想法是研究 PBH 的主要动机之一。不幸的是，观测限制排除了大多数可能 PBH 质量范围内的这种可能性，但小行星质量 PBH 是个明显例外，其质量跨度数十年，约为 ~ 10-12 Mo，直到极限 ~ 10-10 Mo，这是根据目前正在经历霍金蒸发的 PBH 产生的通量的各向同性 x 射线和软伽马射线背景观测极限得出的 [14]。

在 PBH 的标准形成场景中，不可避免地会产生频率为 mHz 范围的引力波，而 LISA 任务正是在此范围内具有最大灵敏度 [15]。因此，未来 LISA 可以通过测量引力波二点相关器来测试 PBH 作为暗物质的场景。小行星质量范围仍未受约束，这是因为微透镜约束在 10-11 Mo 值附近无效，在此值下几何光学近似不再有效，而球状星团中存在中子星的约束是基于对暗物质密度的极端假设。提出在小行星质量范围内限制或识别 PBH 的可能方法至关重要。

一种有希望的方法是，PBH 捕获会导致中子星转化为 BH。这可能发生在包含 DM 的致密星团中，就像核星团的情况一样，而 NS 转换将在捕获这种“内寄生”PBH 的情况下发生，PBH 质量大于 ~ 10-11 Mo 16]。这种现象可能会导致我们的 GC 中脉冲星的不足，正如可能观察到的那样 [17]。另一个有趣的途径是观察超暗矮星中大质量主序星的数量，如果暗物质由小行星质量的 PBH 组成，这些恒星的数量应该会被抑制 |18，从而测量高质量范围内耗尽的恒星的质量分布。

此外，近极值 PBH 提供了一种有趣的方法，使蒸发的 PBH 在宇宙尺度上保持稳定。低质量五维 PBH 的形成最为简单，它们最初的行为类似于四维 PBH，霍金辐射向下延伸至额外维度的半径，此时它们的有效温度实际上为零，以达到稳定的质量 [19]。这些是在更高维度的场景中产生的，通常发现霍金辐射会减慢 [20]。产生近极值 PBH 的其他场景包括在非常早期形成最大旋转或带电 PBH [21]，以及通过所谓的记忆负担抑制的量子引力现象 [22]。通过地面探测器 [23] 可以探测到小至几个普朗克质量的带电 PBH 遗迹，或者同样可以探测到偶尔发生的双星合并事件中的高能粒子发射 [24]。