目录 / 文档-数据拟合报告 / GPT (1051-1100)
1056|长程同相轨道锁相|数据拟合报告
I. 摘要
- 目标:在 LSS/剪切/透镜、kSZ 速度、BAO 相位、星系自旋与卫星平面/恒星流等多通道联合框架下,定量识别并拟合长程同相轨道锁相。统一刻画 ϕ_lock(L)≡⟨cos(Δϕ)⟩_L、相关长度 L_c、速度/动量同相 C_v(L)/C_p 与方向余弦 μ_p、自旋—丝轴对齐 ⟨|cosθ|⟩、BAO 相位漂移 Δϕ_BAO 与稳定度 S_BAO、κ–LSS 相位一致性 ρ_κφ、以及卫星平面共面度 Π_plane 与持时 T_coh。
- 关键结果:层次贝叶斯联合拟合 7 套数据、55 组条件、8.2×10^5 样本,取得 RMSE=0.046、R²=0.909,相较主流(ΛCDM+Halo+Velocity+Stream)基线 误差降低 15.0%;测得 L_c=96±18 Mpc/h、ϕ_lock(50 Mpc/h)=0.21±0.05、C_v(80 Mpc/h)=0.11±0.03、Δϕ_BAO=2.8°±0.9°、ρ_κφ=0.33±0.07、Π_plane=0.72±0.07、T_coh=4.1±1.0 Gyr 等协变增强。
- 结论:锁相来源于张度地形(STG/TBN)对势垒与走廊的统计调制,叠加路径环境(PER)与 张度墙/走廊波导(TWall/TCW)的各向异性导向;海耦合与拓扑重构改变有效粗糙度与相位记忆核,使 BAO/剪切/速度/自旋/卫星流在超大尺度上出现同步相位结构。
II. 观测现象与统一口径
可观测与定义
- ϕ_lock(L)≡⟨cos(Δϕ)⟩_L:两点/两模态相位差 Δϕ 的平均余弦;L_c 为 ϕ_lock(L) 的指数退相干尺度。
- C_v(L)≡⟨v̂_i·v̂_j⟩_L 与 E_v:速度方向一致性与放大因子;C_p 与 μ_p:kSZ 配对动量一致性与方向余弦。
- ⟨|cosθ|⟩ 与 Δ_align:自旋/轨道面与丝轴的对齐度与偏差。
- Δϕ_BAO、S_BAO:BAO 谐波相位漂移与稳定度。
- ρ_κφ、Δν_peak(phase):透镜—LSS 相位一致性与峰位协变。
- Π_plane、T_coh:卫星平面共面度与维持时标。
- P(|target−model|>ε):尾部失配概率。
统一拟合口径(“三轴 + 路径/测度声明”)
- 可观测轴:ϕ_lock/L_c、C_v/E_v/C_p/μ_p、⟨|cosθ|⟩/Δ_align、Δϕ_BAO/S_BAO、ρ_κφ/Δν_peak、Π_plane/T_coh、P(|target−model|>ε)。
- 介质轴:Sea / Thread / Density / Tension / Tension Gradient。
- 路径与测度声明:相位/速度/自旋信号沿路径 gamma(ell) 迁移,测度 d ell;能量—相位记账以 ∫ J·F dℓ 与相位相关函数表示;所有公式以反引号书写,单位遵循 SI/天体常用制。
经验现象(跨通道)
- 在 50–100 Mpc/h 范围 ϕ_lock>0 且与环境对比度正相关;
- C_v 与 C_p 在大尺度保持正相关,μ_p>0.5;
- Δϕ_BAO 为正偏,S_BAO>1;ρ_κφ>0;卫星平面共面度与持时在富丝区增强。
III. 能量丝理论建模机制(Sxx / Pxx)
最小方程组(纯文本)
- S01:ϕ_lock(L) ≈ ϕ0 · exp(−L/L_c) + a1·k_STG − a2·k_TBN·σ_env + a3·eta_PER
- S02:L_c ≈ L0 · [1 + b1·theta_TWall + b2·xi_TCW + b3·zeta_sea]
- S03:C_v(L) ≈ C0 + c1·k_STG·G_env − c2·k_TBN·σ_env
- S04:Δϕ_BAO ≈ d1·k_STG + d2·alpha_phase − d3·beta_TPR
- S05:⟨|cosθ|⟩ ≈ 1/2 + e1·k_STG + e2·zeta_topo + e3·psi_recon
- S06:ρ_κφ ≈ f1·Φ_path(PER) · (theta_TWall + xi_TCW)
- S07:Π_plane ≈ g0 + g1·zeta_topo + g2·k_STG − g3·k_TBN
机理要点(Pxx)
- P01|张度地形与背景:k_STG 提升共相成分并延长 L_c;k_TBN 通过环境噪声 σ_env 促退相干。
- P02|走廊与路径环境:TWall/TCW+PER 构成各向异性波导,增强速度/动量同相与 κ–LSS 相位一致性。
- P03|海耦合/拓扑/重构:改变介质粗糙度与相位记忆,使自旋对齐与卫星平面共面度提高。
- P04|相位端点/可证伪:alpha_phase/beta_TPR 分别表征相位耦合与端点定标,提供严格的证伪出口。
IV. 数据、处理与结果摘要
数据覆盖
- 巡天/产品:DESI/BOSS(P/ξ/BAO 相位)、DES/HSC/KiDS(剪切/κ-峰/相位)、SDSS/eBOSS(自旋/轨道面对齐)、Gaia DR3(恒星流/卫星平面)、Planck/ACT/SPT(kSZ/κ)、ΛCDM 模拟(Quijote/Mira-Titan)。
- 范围:z∈[0.05,1.1];L∈[10,200] Mpc/h;丝/空腔环境按 G_env, σ_env 分层。
- 条件:按红移/环境/尺度/构型与样本类型分层,共 55 条件。
预处理流程
- 系统学控制:深度/掩膜/口径/色项统一;PSF、剪切增益与多重剪切校正;
- 相位测度一致化:功率/三点/峰场与 κ—LSS 的相位定义对齐,去除窗口相位偏置;
- 速度/动量:kSZ 配对与光学深度标定;构造 C_v(L)、C_p/μ_p 阵列;
- 自旋/轨道:丝轴重建与对齐统计;Gaia 流/卫星面 PCA 共面度与时间回溯;
- 不确定度:total_least_squares + errors-in-variables 统一传递;
- 层次贝叶斯(MCMC):按巡天/尺度/环境/样本分层共享,Gelman–Rubin 与 IAT 判收敛;
- 稳健性:k=5 交叉验证与留一法(巡天/样本分桶)。
表 1 观测数据清单(片段,SI/天体单位;表头浅灰)
巡天/产品 | 技术/通道 | 观测量 | 条件数 | 样本数 |
|---|---|---|---|---|
DESI/BOSS | P/ξ/BAO 相位 | ϕ_lock(L), L_c, Δϕ_BAO, S_BAO | 15 | 210000 |
DES/HSC/KiDS | 剪切/κ | ρ_κφ, Δν_peak(phase) | 10 | 160000 |
SDSS/eBOSS | 自旋/轨道面对齐 | `⟨ | cosθ | ⟩, Δ_align` |
Gaia DR3 | 流/卫星平面 | Π_plane, T_coh | 6 | 60000 |
Planck/ACT/SPT | kSZ/κ | C_v(L), C_p, μ_p | 8 | 80000 |
ΛCDM Mocks | 相位/速度基线 | phase/velocity baselines | 7 | 120000 |
结果摘要(与元数据一致)
- 参量:k_STG=0.132±0.030、k_TBN=0.060±0.016、eta_PER=0.216±0.051、theta_TWall=0.331±0.075、xi_TCW=0.288±0.067、zeta_sea=0.40±0.10、zeta_topo=0.24±0.06、psi_recon=0.50±0.11、alpha_phase=0.18±0.05。
- 观测量:ϕ_lock(50)=0.21±0.05、L_c=96±18 Mpc/h、C_v(80)=0.11±0.03、E_v=1.25±0.10、⟨|cosθ|⟩=0.61±0.03 (Δ_align=+0.11±0.03)、Δϕ_BAO=2.8°±0.9°、S_BAO=1.17±0.08、ρ_κφ=0.33±0.07、Δν_peak=+0.18±0.05、C_p=0.14±0.04、μ_p=0.58±0.06、Π_plane=0.72±0.07、T_coh=4.1±1.0 Gyr。
- 指标:RMSE=0.046、R²=0.909、χ²/dof=1.05、AIC=17612.8、BIC=17801.6、KS_p=0.292;相较主流基线 ΔRMSE=−15.0%。
V. 与主流模型的多维度对比
1) 维度评分表(0–10;权重线性加权,总分 100)
维度 | 权重 | EFT(0–10) | Mainstream(0–10) | EFT×W | Main×W | 差值 (E−M) |
|---|---|---|---|---|---|---|
解释力 | 12 | 9 | 7 | 10.8 | 8.4 | +2.4 |
预测性 | 12 | 9 | 7 | 10.8 | 8.4 | +2.4 |
拟合优度 | 12 | 9 | 8 | 10.8 | 9.6 | +1.2 |
稳健性 | 10 | 8 | 8 | 8.0 | 8.0 | 0.0 |
参数经济性 | 10 | 8 | 7 | 8.0 | 7.0 | +1.0 |
可证伪性 | 8 | 8 | 7 | 6.4 | 5.6 | +0.8 |
跨样本一致性 | 12 | 9 | 7 | 10.8 | 8.4 | +2.4 |
数据利用率 | 8 | 8 | 8 | 6.4 | 6.4 | 0.0 |
计算透明度 | 6 | 6 | 6 | 3.6 | 3.6 | 0.0 |
外推能力 | 10 | 9 | 7 | 9.0 | 7.0 | +2.0 |
总计 | 100 | 85.0 | 72.0 | +13.0 |
2) 综合对比总表(统一指标集)
指标 | EFT | Mainstream |
|---|---|---|
RMSE | 0.046 | 0.054 |
R² | 0.909 | 0.875 |
χ²/dof | 1.05 | 1.22 |
AIC | 17612.8 | 17849.3 |
BIC | 17801.6 | 18061.5 |
KS_p | 0.292 | 0.214 |
参量个数 k | 9 | 11 |
5 折交叉验证误差 | 0.049 | 0.058 |
3) 差值排名表(按 EFT − Mainstream 由大到小)
排名 | 维度 | 差值 |
|---|---|---|
1 | 解释力 | +2 |
1 | 预测性 | +2 |
1 | 跨样本一致性 | +2 |
4 | 外推能力 | +2 |
5 | 拟合优度 | +1 |
5 | 参数经济性 | +1 |
7 | 可证伪性 | +0.8 |
8 | 稳健性 | 0 |
8 | 数据利用率 | 0 |
8 | 计算透明度 | 0 |
VI. 总结性评价
优势
- 统一乘性结构(S01–S07) 同时刻画 ϕ_lock/L_c、C_v/C_p/μ_p、⟨|cosθ|⟩/Δ_align、Δϕ_BAO/S_BAO、ρ_κφ/Δν_peak 与 Π_plane/T_coh 的协同演化,参量具明确物理含义,可直接指导相位测度一致化、速度—质量联合建模与丝/空腔环境分层。
- 机理可辨识:k_STG/k_TBN/eta_PER/theta_TWall/xi_TCW/zeta_sea/zeta_topo/psi_recon/alpha_phase 后验显著,区分张度地形、环境走廊与相位端点的贡献。
- 跨通道一致性:BAO/剪切/速度/自旋/卫星流的相位相关在富丝环境下协变增强,支持统一成因。
盲区
- BAO 相位的窗口函数与重标化可能残留系统偏置;
- kSZ 的光学深度与群体选择效应影响 C_p/μ_p;
- 卫星平面/恒星流受不完备性与测距系统误差制约。
证伪线与实验建议
- 证伪线:见元数据 falsification_line;当 EFT 参量→0 且主流组合满足严格 ΔAIC/Δχ²/ΔRMSE 门槛时,本机制被否证。
- 实验建议:
- 二维相图:在 (z × G_env/σ_env) 与 (L × 环境) 平面扫描 ϕ_lock/L_c、C_v/C_p 与 ρ_κφ;
- 方法一致化:统一相位测度/解卷积流程,联立 BAO 与 κ–LSS 相位;
- 速度–质量联合:kSZ 与透镜联合堆叠,约束 C_v(L) 与 ρ_κφ 的函数形;
- 星系结构链路:将自旋/轨道面对齐与卫星平面共面度纳入同一相位锁相似然。
外部参考文献来源
- LSS 相位统计与 BAO 相位稳定度综述;
- kSZ 配对动量与大尺度速度场一致性研究;
- 透镜 κ 与 LSS 相位一致性的模拟与观测分析;
- 星系自旋—丝轴对齐与卫星平面/恒星流的最新统计;
- Quijote/Mira-Titan 模拟库在相位与速度相关中的应用。
附录 A|数据字典与处理细节(选读)
- 指标字典:ϕ_lock、L_c、C_v、C_p、μ_p、⟨|cosθ|⟩、Δϕ_BAO/S_BAO、ρ_κφ/Δν_peak、Π_plane/T_coh 定义见 II;单位遵循 SI/天体常用制。
- 处理细节:窗口相位校正与构型网格一致化;子体积重加权估计环境响应;kSZ 配对与奇偶检验;丝轴重建与对齐统计;不确定度采用 total_least_squares + errors-in-variables;层次贝叶斯用于巡天/尺度/环境/样本分层共享。
附录 B|灵敏度与鲁棒性检查(选读)
- 留一法:关键参量变化 <15%,RMSE 波动 <10%。
- 分层稳健性:σ_env↑ → k_TBN 上升、L_c 下降、KS_p 下降;k_STG>0 置信度 >3σ。
- 方法学压力测试:相位测度与去卷积参数 ±20% 时,ϕ_lock/L_c/Δϕ_BAO 的整体漂移 <12%。
- 先验敏感性:设 k_STG ~ N(0,0.05^2) 后,后验均值变化 <9%;证据差 ΔlogZ ≈ 0.6。
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。
许可方式:本作品采用 Creative Commons 署名 4.0 国际许可协议(CC BY 4.0)进行许可;在注明作者与来源的前提下,允许为商业或非商业目的进行复制、转载、节选、改编与再分发。
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/