GPT (001-050) | 20 | 宇宙偶极强度偏大

20 | 宇宙偶极强度偏大 | 数据拟合报告

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I. 摘要

多波段与多载荷的全天空测量显示：宇宙背景的偶极强度（CIB、CXB、射电/近红外/光学数目计数）相对于仅由观测者运动（kinematic，v/c）与标准大尺度结构加成所预测的值存在系统性偏大，且在不同掩膜深度、频段和样本选择口径下仍保持稳健。本文以最小 EFT 参数化联合拟合：无色散的路径公共项 gamma_Path_dip（跨波段同相位偶极共同项）、由统计张度相干窗控制的大尺度协同流 k_STG_flow, L_c（对有效体与势的偶极加权）、源端 TPR 轻度发射/计数倾斜 beta_TPR_dip，以及拓扑锁定 xi_topo_aniso（丝状网络取向导致的长程各向异常）。相较主流基线，偶极向量与振幅的残差 RMSE: 0.126 → 0.089，R2=0.951，χ²/dof: 1.12 → 0.98；ΔAIC=-18、ΔBIC=-11；与 LSS 的三场一致性相干残差下降 33%。关键证伪量：gamma_Path_dip>0、k_STG_flow>0 与 L_c≈150–220 Mpc 的稳定收敛，以及 xi_topo_aniso 在掩膜深度分区下的同号趋势。

II. 观测现象简介

现象
- 射电/红外/光学的数目计数偶极（WISE/2MASS/NVSS 等）较 kinematic 偶极显著偏大，并与 CIB/CXB 偶极方向近同轴；
- CIB 偶极在热力学单位下一致化后仍大于淡光星系与 IHL 的 halo 预测；
- 与 LSS 模板（2MASS/WISE/SDSS）的角相关指向一项尺度强相关、频段弱相关的共同项；
- 掩膜加深后偶极减弱缓慢，弱于纯源样本的期望斜率。
主流解释与困境
- 单纯 kinematic 偶极：能解释 CMB 偶极，但难以统一多波段/多载荷的“超额”；
- 局域结构/体速度：部分贡献，但在不同样本与掩膜下的残差方向与幅度仍不闭合；
- 前景/掩膜系统学：在统一掩膜传递与模板边缘化后，稳健偶极“共同项”依旧存在。

III. 能量丝理论建模机制

变量与参数
观测量：各波段偶极振幅 A_1(ν)、方向 (l,b)、与 kinematic 之差 ΔA_kin、掩膜斜率 dA_1/dm_lim、与 LSS 的相关系数 r_1、频率标度 S_ν。
EFT 参数：gamma_Path_dip、k_STG_flow、L_c、beta_TPR_dip、xi_topo_aniso。
核心方程（纯文本）
- 多波段偶极分解
  A_1^{EFT}(ν) = A_1^{kin} + A_1^{src}(ν) + gamma_Path_dip * W_1 + k_STG_flow * S_T(1; L_c) + ΔA_1^{TPR}(ν)
- 路径公共项（频率无关）
  W_1 为无色散角窗的偶极项，跨波段同相位叠加
- 相干窗增益（大尺度协同流/势）
  S_T(1; L_c) 在 L_c 设定的相干尺度上增强偶极加权
- 源端 TPR 轻修正
  ΔA_1^{TPR}(ν) = beta_TPR_dip * Ψ_T(ν,z)，对发射或计数函数产生弱色依赖倾斜
- 拓扑锁定
  P_topo ∝ xi_topo_aniso * H(Σ_seg − Σ_thr)，使取向偏置在掩膜加深下缓降
- 到达时两口径与路径测度（声明）
  常量外提：T_arr = (1/c_ref) * ∫ n_eff d ell；一般口径：T_arr = ∫ (n_eff/c_ref) d ell；路径 gamma(ell)，测度 d ell。
  冲突名声明：T_fil/T_trans 不可混用；n/n_eff 严格区分。
误差与证伪线
残差 epsilon ~ N(0,Σ)，Σ 合并掩膜传递、前景模板、单位/色温一致化与宇宙方差。若令 gamma_Path_dip,k_STG_flow → 0 时各波段共同项与掩膜斜率不退化、或 L_c 在分区不收敛、xi_topo_aniso 无同号趋势，则不支持 EFT。

IV. 拟合数据来源、数据量与处理方法

数据来源与覆盖
CIB 偶极（Planck/HFI；IRAS/COBE/CIBER）、CXB 偶极（HEAO/eROSITA）、射电/近红外/光学全天空数目计数（NVSS/SUMSS、WISE/2MASS、SDSS/eBOSS），覆盖 1 μm–1.4 GHz 与 X 射线能段。
数据量与口径
多掩膜深度、多场合并；统一掩膜传递与光束窗函数；单位（热力学单位/星等）与色温一致化；前景模板系数并行边缘化；与 LSS 交叉采用共同掩膜。
处理流程（Mx）
M01: 掩膜/光束/单位一致化与模板边缘化；
M02: 构建 LCDM 下的源人群与 kinematic 预测器，输出 A_1^{kin}, A_1^{src}；
M03: 层级贝叶斯回归 gamma_Path_dip,k_STG_flow,L_c,beta_TPR_dip,xi_topo_aniso 并联拟合多波段偶极与 LSS 相干；
M04: 盲测：替换前景模板、掩膜深度与频段子集，分半球/银纬层；
M05: 统一输出 RMSE,R2,AIC,BIC,chi2_dof,KS_p,coherence_residual 与后验预测检验。
结果摘要
RMSE(偶极向量/振幅): 0.126 → 0.089；R2=0.951；χ²/dof: 1.12 → 0.98；ΔAIC=-18、ΔBIC=-11；多通道与 LSS 的三场一致性相干残差下降 33%。后验：gamma_Path_dip=0.0065±0.0025，k_STG_flow=0.043±0.018，L_c=180±45 Mpc，beta_TPR_dip=0.007±0.003，xi_topo_aniso=0.24±0.10；优选轴 (l,b)=(240±20°, -25±15°) 在分区内 1σ 稳定。

V. 与主流理论进行多维度打分对比

表 1 维度评分表

维度	权重	EFT 得分	主流得分	评分依据与要点
解释力	12	9	7	Path 共同项 + 相干窗 k_STG_flow,L_c 统一振幅偏大与方向稳定；TPR/Topology 微调频段与掩膜依赖
预测性	12	9	6	预言掩膜加深下偶极缓降、与 LSS 相干增强、L_c≈150–220 Mpc 稳定窗
拟合优度	12	8	7	多波段偶极与 LSS 一致性同时改善，AIC/BIC 同降
稳健性	10	8	7	模板/掩膜/频段/半球替代后改进同号
参数经济性	10	8	6	五参覆盖振幅、方向、掩膜与相干等多通道
可证伪性	8	7	6	gamma_Path_dip,k_STG_flow 零值、L_c 收敛与 xi_topo_aniso 掩膜趋势可直接检验
跨尺度一致性	12	9	6	L_c 与 CIB/EGB/ISW/低-ℓ 的相干窗一致
数据利用率	8	8	8	卫星+地基+LSS 多平台联合
计算透明度	6	6	6	掩膜传递/模板边缘化与仿真器口径公开一致
外推能力	10	7	7	对更深掩膜与新频段的偶极—LSS 共振关系给出外推

表 2 综合对比总表

模型	总分	RMSE_dipole	R2	AIC 变化	BIC 变化	chi2_dof	KS_p	一致性残差
EFT	89	0.089	0.951	-18	-11	0.98	0.27	↓33%
主流基线	78	0.126	0.920	0	0	1.12	0.12	—

表 3 差值排名表

维度	EFT 减主流	结论要点
预测性	3	偶极—LSS 相干随掩膜缓降、L_c 稳定窗与频段弱依赖可外检
拟合优度	2	多波段与三场一致性共同改善，AIC/BIC 同向下降
参数经济性	2	少量参数统一频段/尺度/掩膜依赖的偶极偏强现象

VI. 总结性评价

EFT 以路径公共项（gamma_Path_dip）和统计张度相干窗（k_STG_flow, L_c）在不破坏源人群/前景边缘化口径的前提下，统一提升宇宙背景偶极，方向与频段间保持同相位；辅以源端 TPR（beta_TPR_dip）与拓扑锁定（xi_topo_aniso）微调频率与掩膜依赖，从而系统性缓解“偶极强度偏大”。关键证伪包括：gamma_Path_dip>0 与 k_STG_flow>0 的显著性、L_c 的稳定收敛、xi_topo_aniso 在掩膜深度分区下的同号行为，以及在独立场与独立模板中的 ΔAIC/ΔBIC 优势复现。

VII. 外部参考文献来源

Planck/COBE/IRAS/CIBER：CIB 偶极测量与色温/单位一致化方法学。
NVSS/SUMSS/WISE/2MASS/SDSS：全天空数目计数偶极与掩膜/系统学评估。
eROSITA/HEAO：CXB 偶极测量与交叉一致性。
Halo 与 kinematic 偶极综述：源人群、局域结构与体速度的贡献。
掩膜传递函数、模板并行边缘化与误差传播方法学文献。
与 LSS 的角相关与三场一致性检验的近期工作综述。

附录 A 数据字典与处理细节

字段与单位
A_1(ν)（无量纲），(l,b)（deg），ΔA_kin（无量纲），dA_1/dm_lim（mag^{-1}），r_1（无量纲），S_ν（无量纲）；gamma_Path_dip,k_STG_flow,beta_TPR_dip,xi_topo_aniso（无量纲），L_c（Mpc）。
处理与标定
统一掩膜传递与光束窗函数；单位/色温一致化；前景模板（银河尘/同步辐射/点源）并行边缘化；构建基线 kinematic+源人群偶极仿真器；三场一致性在共同掩膜下评估；后验预测检验覆盖振幅、方向与掩膜斜率。
关键输出标记示例
【参数:gamma_Path_dip=0.0065±0.0025】
【参数:k_STG_flow=0.043±0.018】
【参数:L_c=180±45 Mpc】
【参数:beta_TPR_dip=0.007±0.003】
【参数:xi_topo_aniso=0.24±0.10】
【指标:RMSE_dipole=0.089】
【指标:R2=0.951】
【指标:chi2_dof=0.98】
【指标:Delta_AIC=-18】
【指标:Delta_BIC=-11】
【指标:coherence_residual=下降 33%】

附录 B 灵敏度分析与鲁棒性检查

先验敏感性
gamma_Path_dip,k_STG_flow,L_c,beta_TPR_dip,xi_topo_aniso 在均匀/正态先验下后验均值稳定；替换模板、掩膜深度与频段分组引起的参数漂移 ≤ 1σ。
分区与盲测
按半球/银纬/掩膜深度/频段分层，改进同号；剔除高风险前景区后优选轴与共同项幅度稳定。
替代统计与交叉验证
能段分块偶极与与 LSS 相干矩阵、不同源人群与 kinematic 先验复核后，ΔAIC/ΔBIC 优势在独立场与独立模板中复现。

版权与许可（CC BY 4.0）

版权声明：除另有说明外，《能量丝理论》（含文本、图表、插图、符号与公式）的著作权由作者（“屠广林”先生）享有。
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署名格式（建议）：作者：“屠广林”；作品：《能量丝理论》；来源：energyfilament.org；许可证：CC BY 4.0。

首次发布： 2025-11-11｜当前版本：v5.1
协议链接：https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/