LIGO가 암흑 물질을 검출했는가?

우리는 LIGO가 검출한 블랙홀(BH) 쌍이 암흑 물질의 지표일 가능성을 고려합니다. 흥미롭게도, 원시 블랙홀(PBH)이 암흑 물질을 구성할 수 있는 질량 20M⊙≲M₁₇≲100M⊙에 대한 창이 남아 있습니다. 은하 해일에서 두 개의 BH가 충분히 가까이 지나가면, 그들은 중력파에서 충분한 에너지를 방출하여 중력적으로 결합됩니다. 결합된 BH는 중력 방사선의 방출로 인해 빠르게 안쪽으로 나선형으로 움직이며 궁극적으로 합쳐집니다. 이러한 사건의 비율에 대한 불확실성은 가장 작은 규모의 은하 해일의 위상 공간 구조에 대한 우리의 부정확한 지식에서 발생합니다. 그럼에도 불구하고, 합리적인 추정치는 GW150914로부터 추정된 2-53 Gpc^-3 yr^-1 비율과 겹치는 범위를 포함하므로, LIGO가 PBH 암흑 물질을 검출했을 가능성을 제기합니다. PBH 병합은 발광 물질보다 암흑 물질에 더 공간적으로 분포할 가능성이 높고, 광학적 또는 중성미자 대응 물질이 없습니다. 그들은 관측된 질량 스펙트럼, 높은 타원형 비율, 또는 임의의 중력파 배경을 통해 보다 전통적인 천체 물리학적 출처의 BH 병합과 구별될 수 있습니다. 차세대 실험은 이러한 테스트를 수행하는 데 매우 유용할 것입니다.