第29章：精准 CMB 微畸变“时演史”与持续底噪检验

目录 ／ 附录-预测和证伪

一、【一句话目标】
围绕全谱绝对辐射计—模板投影—时间窗层析的统一流程，在统一频标/时标与源端定标前提下，对宇宙微波背景（CMB）微畸变（以 μ / y 模板为主，辅以过渡“r‑型/自由—自由”模板）进行时演史重建，并检验是否存在长期、跨任务、跨频段稳定的**“持续底噪”注入**。在标准剥离星系际/银河前景、带通/波束/绝对零点与姿态/轨道热学等项后，测试目标信号是否满足：（i）模板投影无色散（不同通道子集与季节数据给出相同 μ/y 振幅与比值）；（ii）时演层析的三窗比例（早期 μ 窗/过渡窗/晚期 y 窗）呈平滑连续且存在“底噪平台”；（iii）跨设施/跨团队复现并被“环境前馈”所盲化命中。若残差与前景模板/仪器学漂移强相关，或呈现显著色散律/口径敏感，则否证。

二、【要测什么】

• 模板投影振幅与比例（文字化分级）：
  在全天/大区/干净天区上，对μ、y、r‑型/自由—自由模板的投影振幅与μ:y 比值进行强/中/弱；上抬/下压分级；要求在相邻子带与不同季节/姿态下同向。
• 模板“无色散”一致性：
  在多任务/多通道（低/中/高频子集，含不同带宽与带通边）下，比较μ、y 振幅与 μ:y 比值的方向与强度排序；若随λ²/1/ν规律翻向/缩放，或对带通边/谱泄漏高度敏感，判为色散/带通项。
• 时演史（三窗层析）：
  以时间权重窗口将注入划分为早期（μ 窗）—过渡（r‑型）—晚期（y 窗），记录三窗分额的增强/平台/不相关，检验**“底噪平台”（各窗均有非零下限）**是否成立。
• 空间一致性与环境关联：
  在高银纬干净区/外场校验区与弱透镜 κ/星系密度/到宇宙丝结点距离等环境代理量上，评估公共项的增强/平台/不相关；若与银河前景模板（尘/同步/游离—游离/CO）共变，判为前景残留。
• 零时滞同现与季节稳定：
  对不同通道/不同任务/不同季节的模板投影残差，评价零时滞同现峰与侧翼对比（强/中/弱）；在姿态/太阳角/热负载变化下，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（簇与弥散）、射电背景残差（去前景后）、再电离/恒星形成史先验、高红移能量注入限制等比对方向与强度，形成互证闭环。

三、【怎么做】

1. 任务与通道族
   • 绝对辐射计/傅里叶光谱辐射计（FTS）：覆盖低—中—高频连续通道，配双黑体/冷开口与快速极化开关；
   • 多平台并行：气球/地基/卫星协同，获取多姿态/多轨位/多季节数据；
   • 校准与对频/对时：以单一外参时频基准锚定，发布绝对零点/带通/波束/热学稳定度日志。
2. 成图与层析
   • 多模板线性分解：在统一带通与波束后，对μ、y、r‑型/自由—自由、前景模板（尘/同步/游离—游离/CO）进行闭集分解，输出振幅图与残差图；
   • 三窗权重映射：将模板振幅投影到早期—过渡—晚期三窗，形成时演分额图；
   • 区域学：在高银纬干净区/校验区/边界区分别成图，对边界像素降权并单列报告。
3. 去系统化与归一
   • 前景与带通：采用前景优先/频域优先两套独立清洗路径；对带通边/副瓣/谱泄漏做注入—回收测试并上限约束；
   • 波束与扫描：统一至共同 PSF，以扫描交错/反旋抑制系统学条纹；
   • 归一：以噪底/窗口函数/稳定度归一得到无量纲模板振幅曲线与时演分额。
4. 前馈—盲化—仲裁
   • 环境组（前馈）：仅用弱透镜 κ/星系密度/到结点距离/银河前景模板与掩膜，为各区域与切片发布预测卡（μ/y 的方向/强度、三窗分额排序与是否存在底噪平台）；
   • 测量组（独立管线）：在两类以上清洗路径与两种像素/掩膜口径下，产出μ、y 振幅与 μ:y 比值、时演分额与无色散/同现结论；
   • 仲裁组：对齐预测卡—实测摘要，在天区/频段/季节/方法族维度统计命中/错向/空击率。

四、【阳性/阴性对照与剥离假象】

1. 阳性对照（支持持续底噪与平滑时演）：
   • 模板无色散：不同通道子集/季节/任务的μ、y 振幅与 μ:y 比值一致，且零时滞同现显著；
   • 三窗层析给出平滑连续且非零下限的底噪平台（早期—过渡—晚期分额稳定），并对弱透镜 κ或到结点距离呈单调增强或平台而不随银河前景翻向；
   • 多设施/多团队复现，预测卡命中率显著高于随机，并与SZ y‑图/再电离史先验方向一致。
2. 阴性对照（反对持续底噪与平滑时演）：
   • 色散律明显：μ/y 振幅或 μ:y 比值随λ²/1/ν/带通边规律翻向/缩放；
   • 残差与尘/同步/CO或姿态/太阳角/热负载强相关；
   • 仅在单一路径/单一区域显著，或对掩膜/像素/波束口径高度敏感；
   • 标签置换/掩膜旋转/模板打乱仍“显著”，判为方法/选择偏差。

五、【系统误差与对策（不超过三点）】

• 带通/波束不确定与谱泄漏：易将前景伪装为微畸变。对策：注入—回收与带边留出；统一共同 PSF并发布带通核与副瓣日志。
• 绝对零点与热学漂移：可整体上抬/下压 μ/y。对策：双黑体闭环＋季节交叉闭合与轨道热学回归；对热学异常历元降权/留出。
• 前景模板耦合与掩膜边效应：在边界易诱发伪相关。对策：掩膜旋转/像素重采样与前景参数扰动，报告模板—掩膜互作用上限并对边界像素降权。

六、【执行与公开】

• 预注册：频段与带宽、像素/掩膜口径、统一定标/去系统化流程、模板清单与投影口径、无色散/三窗分额/底噪平台判据、阳性/阴性对照与排除条款、仲裁评分；
• 留出与复验：为天区块/频段/季节设留出通道/留出区域作最终确认；
• 跨团队/跨任务复现：互换原始时序/频谱/地图与脚本，开展降采样/加噪/带通核变体/掩膜旋转稳健性测试；
• 公开材料：发布预测卡、μ/y 振幅与 μ:y 比值表、三窗分额图、无色散与同现摘要、带通/波束/热学/前景日志与关键中间产物；
• 与第6章（μ / y“解构注入”量级与形态）、第5章（无线电背景底噪判别）、第9/21章（强透镜统计）与第27章（路径红移四维层析）构成谱—时—空三域互证闭环并相互引用。

七、【成败线】

1. 支持（通过）：
   • 在**≥2 套独立管线与≥2 类设施/任务下，获得模板无色散且零时滞同现的μ、y 振幅与稳定 μ:y 比值**；
   • 三窗层析显示持续底噪平台与平滑时演；与弱透镜/再电离先验/SZ方向一致，预测卡命中率显著高于随机；
   • 结论对带通/波束/掩膜/像素口径与季节/姿态稳健。
2. 否证（未通过）：
   • 结果呈色散律或与前景/热学强相关，跨任务/跨团队不复现；
   • 三窗分额不连续或对口径高度敏感，底噪平台不成立；
   • 仲裁命中率接近随机，留出样本中信号消失。