第29章：精准 CMB 微畸变“时演史”与持续底噪检验

目录 ／ 附录-1. 预测和证伪（V6.0）

一、前言

微畸变不是“花纹”，而是对黑体底色的极微弱偏离；它一旦出现，往往会被三类东西轻易伪造：绝对零点与带通的慢漂、频率依赖波束与旁瓣拾音、以及前景分离的残留。第6章关注“解构注入”的量级与形态，本章进一步把问题推进到“时演史”：把微畸变拆解为早期 μ 窗、过渡 r 型窗、晚期 y 窗三段注入的分额结构，并检验是否存在跨任务、跨频段、跨季节都不消失的“持续底噪”下限。若该下限真实存在，它必须同时满足三条硬口径：模板投影无色散、三窗分额平滑连续且存在非零平台、并能被环境前馈盲化命中，且与第27章的环境层析方向闭环一致。

二、预测：核心一句话

在完成标准前景（尘/同步/游离—游离/CO 等）、带通/波束/谱泄漏、绝对零点与姿态/轨道热学等系统项剥离后，CMB 微畸变的模板投影将呈现一个长期稳定的“持续底噪”结构：不同通道子集、不同带边、不同季节与不同任务给出的 μ、y 振幅与 μ:y 比值在统一口径下同向一致（无色散）；将能量注入按早期 μ 窗—过渡 r 型窗—晚期 y 窗做时演层析后，三窗分额随天区与红移切片变化平滑连续，并在各窗均显示非零下限“底噪平台”；该平台的强弱排序可由弱透镜会聚 κ、星系密度、到宇宙丝结点距离等环境代理量前馈预测并在盲化仲裁下命中。若 μ/y 振幅或 μ:y 比值随 1/ν、1/ν²、λ² 或带通边界规律翻向/缩放，或残差主要随前景模板与热学/姿态状态共变，或跨任务不可复现，则否证该预测。

三、一句话目标

在“全谱绝对辐射计—模板投影—三窗层析”的统一流程中，把微畸变从前景与仪器学里剥离出来：要么给出可复验的持续底噪时演史与环境可预报性，要么给出严格上限并明确否证链路。

四、要测什么

• 模板投影振幅与比例：文字化分级
  在全天/大区/高银纬干净区上，对 μ、y、r 型与自由—自由模板投影振幅及 μ:y 比值做强/中/弱；上抬/下压分级；要求在相邻子带与不同季节/姿态切分下同向。
• 模板无色散一致性
  在多任务、多通道子集（低/中/高频；不同带宽；不同带通边）下比较 μ、y 振幅与 μ:y 比值的方向与强度排序；若出现随 1/ν、1/ν²、λ² 或带边位置的规律性翻向/缩放，或对带通边/谱泄漏高度敏感，判为色散/带通项并剔除该部分。
• 时演史：三窗层析分额
  以时间权重窗口将注入划分为早期 μ 窗、过渡 r 型窗、晚期 y 窗，记录三窗分额的增强/平台/不相关；检验“底噪平台”是否成立，即三窗均存在非零下限且分额在口径扰动下不翻向。
• 空间一致性与环境关联
  在干净区与校验区上，评估公共项对弱透镜 κ、星系密度、到结点距离等环境代理量的增强/平台/不相关；同时对尘/同步/游离—游离/CO 前景模板做正交性检查，若与任一前景模板强共变则归为前景残留。
• 零时滞同现与季节稳定
  对不同通道、不同任务与不同季节的模板投影残差，计算零时滞同现峰与侧翼对比（强/中/弱）；在太阳角、热负载与姿态状态变化下，要求底噪平台与 μ:y 比值保持季节稳定。
• 与次级探针闭环
  与 SZ y 图（团簇与弥散）、再电离/恒星形成史先验、高红移能量注入限制、以及第27章环境层析的单调/平台标签对齐方向与强度，形成互证闭环。

五、怎么做

• 任务与通道族
  采用绝对辐射计与傅里叶光谱辐射计（FTS）覆盖连续低—中—高频通道；并行引入成图型任务的多频通道以提供前景与波束核约束；按季节/姿态/轨道状态切分数据，确保可做稳定度与同现检验。
• 校准与对频对时
  以单一外参时频基准锚定时间戳与频标；记录并发布绝对零点、带通核、波束/副瓣与热学状态的稳定度日志；使用双黑体或等效双内参交叉与切换闭环，抑制零点漂移伪像。
• 成图与模板分解
  在统一带通与共同波束后，进行多模板闭集分解：μ、y、r 型/自由—自由与前景模板（尘/同步/游离—游离/CO）同框拟合，输出模板振幅图与残差图；对边界像素与低置信区降权并单列。
• 三窗权重映射与层析立方体
  将模板振幅按早期 μ 窗—过渡 r 型窗—晚期 y 窗投影，形成天区 × 红移切片 × 窗口的分额立方体；并在统一像素化口径下输出“底噪平台”分级图。
• 去系统化双路径
  同时运行两条独立清洗路径：一条前景优先（强先验抑前景、带通核严格约束），一条频域优先（谱泄漏与带边敏感项显式建模并留出带边）；对带通边、谱泄漏、旁瓣拾音开展注入—回收并给出残差上限；波束与扫描统一至共同 PSF 并用扫描交错与反旋抑制条纹。
• 归一与文字化发布
  以噪底、窗口函数与稳定度归一，输出无量纲的模板振幅曲线与三窗分额；以强/中/弱、上抬/下压、稳定/不稳定的文字化表发布，避免被单一标度的数值漂移误导。
• 前馈—盲化—仲裁
  环境组仅用 κ、星系密度、到结点距离、银河前景模板与掩膜，发布预测卡（μ/y 方向与强度、三窗分额排序、是否存在底噪平台）；测量组在两类以上清洗路径与两种像素/掩膜口径下独立产出 μ、y、μ:y 与三窗分额及无色散/同现结论；仲裁组对齐预测卡与实测摘要，按天区/频段/季节/方法族统计命中、错向与空击率，并设留出天区与留出季节作最终确认。

六、对照与空检

• 标签置换与掩膜旋转空检
  置换环境标签或旋转掩膜/模板后，环境单调与底噪平台命中应显著退回随机；若仍显著，判为方法偏差或足迹耦合。
• 带边留出与谱泄漏应力测试
  强制留出带通边并改变子带组合；若 μ/y 或 μ:y 结果随带边位置规律翻向或缩放，判为带通/谱泄漏伪像。
• 姿态与热学对照
  按太阳角、热负载、轨道日夜与姿态状态分层；若残差随这些状态系统漂移且与前景/环境无关，优先判为热学/零点问题。
• 前景等效对照
  选取尘/同步/游离—游离/CO 强度匹配但环境代理量不同的区域重做分析；若差异随前景而非随环境出现，判为前景残留。
• 跨任务与跨通道旁路对照
  在不同任务、不同通道子集独立复算并对齐；若信号仅在单一任务或单一通道族显著，或跨任务方向不一致，判为平台特有系统项。

七、支持判据

• 模板无色散成立：不同通道子集、不同季节与不同任务得到的 μ、y 振幅与 μ:y 比值在统一口径下同向一致，且零时滞同现显著。
• 三窗层析底噪平台成立：早期 μ 窗、过渡 r 型窗、晚期 y 窗均显示非零下限，分额随天区与红移切片变化平滑连续，且对像素/掩膜/波束口径扰动不翻向。
• 环境可预报性成立：底噪平台与 μ/y 强弱排序对 κ 或到结点距离呈单调增强或平台，不随银河前景翻向；环境前馈预测卡命中率显著高于随机并在留出集复验通过。
• 跨设施复现成立：地面/气球/空间或等效独立设施族中结论方向一致，且与 SZ y 图与再电离史先验的方向关系自洽。

八、否证判据

• 色散或带通系统学主导：μ/y 振幅或 μ:y 比值随 1/ν、1/ν²、λ² 或带通边界规律翻向/缩放，显示色散或带通系统学主导。
• 前景/仪器漂移主导：残差与尘/同步/CO 或姿态/太阳角/热负载强相关，或更换前景解后形态翻转，显示前景/仪器漂移主导。
• 方法偏差主导：仅在单一路径、单一区域、单一季节或单一任务显著，且对掩膜/像素/波束口径高度敏感；标签置换与掩膜旋转后仍“显著”，显示方法偏差。
• 平台不稳健：三窗分额无法形成平滑连续的时演史，或所谓平台在更严格的标定与带边留出后消失。

九、系统误差与对策（不超过三点）

• 绝对标定与零点漂移
  黑体发射率、反射与温控误差可伪造平滑项。对策：双内参交叉、上/下行切换闭环、热状态反演校核，并以跨平台一致性作为必要条件。
• 波束色散与旁瓣/地平拾音
  频率依赖波束与远旁瓣会引入地面与大气信号。对策：在天波束测绘、强力遮挡与天顶漂移扫描，并要求任何候选信号在高度/遮挡变化下不呈可预测缩放方可纳入。
• 前景分离极限
  不完备的银河模型会向残差泄漏。对策：并行多套前景模型与两条清洗路径；限制在高置信高纬小块并按前景置信等级分层统计，对低置信区降权或留出。

十、成败线

若 CMB 微畸变在模板投影上呈无色散一致、在三窗时演层析中呈平滑连续且存在非零底噪平台，并能跨任务跨季节复现且被环境前馈盲化稳定命中，同时空检可分、系统项可剥离，则支持本章预测；否则若结果表现为色散律、带边敏感、前景/热学/姿态驱动或跨任务不复现，则否证本章预测。