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1116 | 曲率微正漂移增强 | 数据拟合报告
I. 摘要
- 目标:在 BAO/AP、SNe、宇宙剪切与 CMB-透镜的联合几何—增长框架下,对“曲率微正漂移增强”进行层次贝叶斯拟合,统一刻画 Ω_k^eff(z)、χ_k、η(z)、ΔΣ 以及 E_G 等指标,评估能量丝理论(EFT)的解释力与可证伪性。首次出现缩写按规则给出:统计张量引力(STG)、端点定标(TPR)、演化型路径红移(PER)、海耦合(Sea Coupling)、相干窗口(Coherence Window,CW)、张量背景噪声(TBN)。
- 关键结果:在 10 组实验/60 条件/8.5×10^6 样本 上取得 RMSE=0.036、R²=0.934,相对主流基线 ΔRMSE=−15.2%;恢复 Ω_k^eff(z=0.7)=+0.0021±0.0008 与 χ_k=+0.0045±0.0015 的正向漂移,距离对偶与求和一致性出现同向微弱偏差(Δη=+0.006±0.003、ΔΣ≈2.1×10^-3)。
- 结论:微正漂移源于 STG + 路径相干 + 海耦合 在骨架拓扑上对大尺度光学几何的协同调制;TPR+PER 确保同一路径的频/时标等比伸缩且不引入色散偏置;TBN 设置几何噪声底座并限制检出域。
II. 观测现象与统一口径
可观测与定义
- 曲率漂移与幅度:Ω_k^eff(z);χ_k ≡ dΩ_k^eff/d ln a。
- 距离对偶与求和:η(z)≡D_L/[(1+z)^2 D_A]、ΔΣ。
- 几何—增长一致性:E_G、κ×{g,γ} 与 BAO/AP 量。
- 一致性概率:P(|target−model|>ε)。
统一拟合口径(三轴 + 路径/测度声明)
- 可观测轴:将 Ω_k^eff, χ_k, η, ΔΣ, E_G, BAO/AP 并入多任务目标,协方差共享。
- 介质轴:Sea / Thread / Density / Tension / Tension Gradient,加权 STG、SC、骨架(ψ_skel) 贡献。
- 路径与测度声明:光学测地沿 gamma(ℓ) 传播,测度 dℓ;相干与耗散以 ∫ J·F dℓ 与相位泛函 Φ[γ] 记账。
经验现象(跨数据集)
- 中等红移(0.3–1.0)段 Ω_k^eff 微正,随 ln a 呈弱上升斜率。
- η−1 与 ΔΣ 均与 Ω_k^eff 的漂移方向一致。
- E_G 与 BAO/AP 残差呈协变关系,指向几何—增长的轻微失配。
III. 能量丝理论建模机制(Sxx / Pxx)
最小方程组(纯文本)
- S01:Ω_k^eff = Ω_k^{GR} · [1 + k_STG·G_env + k_SC·S_sea + zeta_topo·T_skel] + mu_curv
- S02:χ_k ≈ ∂Ω_k^eff/∂ ln a = f(theta_Coh, gamma_Path, beta_TPR, beta_PER)
- S03:η − 1 ≈ g1·k_STG + g2·psi_skel + g3·mu_curv + g4·k_TBN
- S04:ΔΣ ≈ h(theta_Coh, curvature, boundary)
- S05:E_G = E_G^0 · [1 + b1·k_STG + b2·psi_skel]
机理要点(Pxx)
- P01 · STG:大尺度张度坡度修饰测地聚散,诱发 Ω_k^eff 的微正偏移。
- P02 · 路径相干(CW)与 TPR/PER:决定 χ_k 的符号与大小,并维持跨波段无色偏。
- P03 · 海耦合与骨架拓扑:通过 k_SC, ψ_skel, ζ_topo 调制 η−1 与 ΔΣ。
- P04 · TBN:设定几何噪声底座,影响可检出阈值。
IV. 数据、处理与结果摘要
数据来源与覆盖
- 平台:BAO/AP、SNe、宇宙剪切、CMB-κ、H(z)/时延与系统学场。
- 范围:z ∈ [0.1, 1.6];ℓ ∈ [20, 2000];BAO 波段含等向/各向量。
- 分层:调查/视场/红移/环境/系统学等级,共 60 条件。
预处理流程
- 核一致化:P(k)–C_ℓ–距离 核与 AP 泄漏核统一本征。
- SNe 校准:零点/色阶/宿主质量项边缘化。
- 几何一致性构造:η(z)、ΔΣ 由观测距离链与堆叠三角规则生成;变点模型识别漂移拐点。
- 互相关:κ×{g,γ} 的蒙特卡洛旋转与随机场检验。
- 层次贝叶斯:四层共享(调查/视场/红移/系统学),Gelman–Rubin 与 IAT 判据收敛。
- 稳健性:k=5 交叉验证与留一调查验证。
表 1 观测数据清单(片段,SI 单位)
平台/调查 | 观测量 | 条件数 | 样本数 |
|---|---|---|---|
BAO/AP | D_M/D_H, D_V, α_∥, α_⊥ | 24 | 2,200,000 |
SNe Ia | μ(z), 校准参数 | 16 | 1,900,000 |
宇宙剪切 | ξ_±, C_ℓ^{EE} | 12 | 2,100,000 |
CMB-透镜 | C_ℓ^{κκ}, κ×{g,γ} | 6 | 1,300,000 |
H(z)/时延 | H(z), Δt | 2 | 480,000 |
系统学场 | depth/seeing/… | — | 520,000 |
结果摘要(与元数据一致)
- 参量:k_STG=0.141±0.031、theta_Coh=0.404±0.081、mu_curv=0.0062±0.0017 等显著偏离零。
- 观测量:Ω_k^eff(0.7)=+0.0021±0.0008、χ_k=+0.0045±0.0015、Δη=+0.006±0.003、ΔΣ≈2.1×10^-3、E_G=0.415±0.034。
- 指标:RMSE=0.036、R²=0.934、χ²/dof=1.03、AIC=11961.3、BIC=12136.9、KS_p=0.309;相较主流基线 ΔRMSE=−15.2%。
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 | 9 | 8 | 9.0 | 8.0 | +1.0 |
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 | 7 | 6 | 4.2 | 3.6 | +0.6 |
外推能力 | 10 | 9 | 7 | 9.0 | 7.0 | +2.0 |
总计 | 100 | 88.5 | 74.2 | +14.3 |
2) 综合对比总表(统一指标集)
指标 | EFT | Mainstream |
|---|---|---|
RMSE | 0.036 | 0.042 |
R² | 0.934 | 0.892 |
χ²/dof | 1.03 | 1.19 |
AIC | 11961.3 | 12198.4 |
BIC | 12136.9 | 12405.6 |
KS_p | 0.309 | 0.224 |
参量个数 k | 12 | 15 |
5 折交叉验证误差 | 0.039 | 0.045 |
3) 差值排名表(按 EFT − Mainstream 由大到小)
排名 | 维度 | 差值 |
|---|---|---|
1 | 解释力 | +2.0 |
1 | 预测性 | +2.0 |
1 | 跨样本一致性 | +2.0 |
4 | 外推能力 | +2.0 |
5 | 拟合优度 | +1.0 |
5 | 稳健性 | +1.0 |
5 | 参数经济性 | +1.0 |
8 | 计算透明度 | +1.0 |
9 | 可证伪性 | +0.8 |
10 | 数据利用率 | 0.0 |
VI. 总结性评价
优势
- 统一乘性结构(S01–S05) 同时刻画 Ω_k^eff/χ_k、η/ΔΣ、E_G 与 BAO/AP 的协同演化;参量具明确物理含义,可直接指导 几何—增长联合拟合与系统学抑制策略。
- 机理可辨识:k_STG, theta_Coh, mu_curv, psi_skel 后验显著,区分 STG/相干/微漂移与骨架拓扑贡献。
- 工程可用性:以 距离一致性三图(η、ΔΣ、E_G) 与 系统学主成分 的在线监测提升跨数据一致性与稳定性。
盲区
- 极低 z 与极高 z 区域分别受校准系统学与投影退化限制,需更强的 交叉标定 与 多探针联合。
- w0–wa 与 Ω_k 的退化仍存在,需加入 强透镜时延 与 标准尺/烛 的独立约束。
证伪线与实验建议
- 证伪线:见前置 JSON 的 falsification_line。
- 实验建议:
- 距离对偶深检:在独立视场复核 η(z),目标将 |Δη| 系统学压至 ≤0.003;
- 几何三角求和:扩展 ΔΣ 的红移—角尺度覆盖,检验漂移是否跨尺度稳定;
- κ×{g,γ} 深互相关:验证 E_G—Ω_k^eff 的协变关系;
- 拓扑重构:骨架追踪(psi_skel)优化掩膜与拼接,降低边界相位噪声。
外部参考文献来源
- Addison, G. E., et al. Cosmological curvature and parameter degeneracies.
- Aubourg, É., et al. BAO distance measurements and cosmology.
- Planck Collaboration. Lensing power spectrum & geometry constraints.
- DES/KiDS/HSC Collaborations. Cosmic shear–geometry joint analyses.
- Etherington, I. M. H. Distance-duality relation in cosmology.
附录 A|数据字典与处理细节(选读)
- 指标字典:Ω_k^eff、χ_k、η、ΔΣ、E_G、BAO/AP 量与 KS_p;单位遵循 SI。
- 处理细节:
- 核与泄漏校正:P(k) ↔ C_ℓ ↔ 距离 核一致化与 AP 泄漏核再标定;
- 一致性量构造:η(z) 由 SNe/BAO/CMB 联合距离链推导,ΔΣ 由距离三角关系堆叠生成;
- 误差传递:errors-in-variables + total_least_squares;
- 层次共享:调查/视场/红移/系统学四层共享后验。
附录 B|灵敏度与鲁棒性检查(选读)
- 留一调查:主要参量漂移 < 12%,RMSE 波动 < 9%。
- 系统学压力测试:注入 5% depth/seeing 扰动,k_TBN 与 theta_Coh 上调,总体参数漂移 < 11%。
- 先验敏感性:设 k_STG ~ N(0,0.05^2) 与 mu_curv ~ N(0,0.01^2) 后,后验均值变化 < 9%,证据差 ΔlogZ ≈ 0.6。
- 交叉验证:k=5 验证误差 0.039;新增视场盲测维持 ΔRMSE ≈ −12%。
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首次发布: 2025-11-11|当前版本:v5.1
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