Article Dans Une Revue Living Reviews in Relativity Année : 2025

Primordial black holes and their gravitational-wave signatures

Eleni Bagui
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Sebastien Clesse
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Valerio de Luca
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Jose María Ezquiaga
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Gabriele Franciolini
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Juan García-Bellido
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Cristian Joana
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Rajeev Kumar Jain
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Sachiko Kuroyanagi
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Ilia Musco
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Alvise Raccanelli
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Sébastien Renaux-Petel
Antonio Riotto
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Ester Ruiz Morales
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Marco Scalisi
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Olga Sergijenko
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Caner Unal
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David Wands
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Résumé

In the recent years, primordial black holes (PBHs) have emerged as one of the most interesting and hotly debated topics in cosmology. Among other possibilities, PBHs could explain both some of the signals from binary black hole mergers observed in gravitational wave detectors and an important component of the dark matter in the Universe. Significant progress has been achieved both on the theory side and from the point of view of observations, including new models and more accurate calculations of PBH formation, evolution, clustering, merger rates, as well as new astrophysical and cosmological probes. In this work, we review, analyse and combine the latest developments in order to perform end-to-end calculations of the various gravitational wave signatures of PBHs. Different ways to distinguish PBHs from stellar black holes are emphasized. Finally, we discuss their detectability with LISA, the first planned gravitational-wave observatory in space.
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Eleni Bagui, Sebastien Clesse, Valerio de Luca, Jose María Ezquiaga, Gabriele Franciolini, et al.. Primordial black holes and their gravitational-wave signatures. Living Reviews in Relativity, 2025, 28 (1), pp.1. ⟨10.1007/s41114-024-00053-w⟩. ⟨hal-04284774⟩
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