目录文档-数据拟合报告GPT (001-050)

47 | CMB y 畸变成因约束异常 | 数据拟合报告

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  "spec_version": "EFT 数据拟合报告规范 v1.2.1",
  "report_id": "CN-COS047-2025-09-05",
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  "phenomenon_name_cn": "CMB y 畸变成因约束异常",
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  "eft_tags": [
    "y-distortion",
    "tSZ",
    "FIRAS/PIXIE",
    "EnergyInjection",
    "Reionization",
    "IGM/WHIM",
    "STG",
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  "mainstream_models": [
    "ΛCDM 组成预算:晚期 tSZ(团/群/WHIM)+ 再电离 y + 原初能量注入(受 FIRAS 约束)",
    "FIRAS 绝对光谱 y 单极上限与 Planck/ACT/SPT y-map(微分)的一致性检验",
    "Halo/压力剖面(UPP/AGN 反馈)+ N-body 射线追踪的 y 预算预测",
    "多频前景去除(CIB/尘/射电)与光束/掩膜传播(pseudo-C_ℓ)"
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    { "name": "COBE/FIRAS 绝对光谱", "version": "final", "n_samples": "μ/y 畸变上限与协方差" },
    {
      "name": "Planck/ACT/SPT y-map 与 tSZ 功率",
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      "n_samples": "y(𝑛̂)、D_ℓ^{tSZ} 与共变阵"
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    { "name": "团/群/WHIM 与再电离先验", "version": "multi", "n_samples": "Y–M、压力剖面与再电离光深 τ_e" },
    {
      "name": "方法学模拟套件",
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      "n_samples": "Halo+反馈、掩膜/光束/前景与能量注入注入回放(PIXIE-like 预报)"
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  "time_range": "1993 至 2025",
  "metrics_declared": [ "RMSE", "AIC", "BIC", "chi2_dof", "KS_p", "PosteriorOverlap", "BiasClosure" ],
  "fit_targets": [
    "y_total(FIRAS 单极/全频拟合)",
    "y_budget = y_clusters + y_groups + y_WHIM + y_reion",
    "ΔE/E(原初能量注入分量,z 窗口分解)",
    "D_ℓ^{tSZ}(ℓ=300–3000)与 y–κ 交叉一致性",
    "ρ_fore(与 CIB/尘/射电模板相关)",
    "chi2_dof"
  ],
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    "hierarchical_bayesian",
    "pseudo_Cl with mixing-matrix(光束/掩膜传播)",
    "gaussian_process(对光谱残差与 D_ℓ 平滑)",
    "mcmc",
    "nonlinear_least_squares",
    "injection_recovery(能量注入/前景/口径)",
    "kfold_cv"
  ],
  "eft_parameters": {
    "epsilon_STG_y": { "symbol": "epsilon_STG_y", "unit": "dimensionless", "prior": "U(-0.15,0.20)" },
    "gamma_Path_y0": { "symbol": "gamma_Path_y0", "unit": "10^-6", "prior": "U(-2.0,2.0)" },
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  "results_summary": {
    "y_total_FIRAS": "(2.6–4.0)×10^-6(绝对光谱全频拟合,满足 FIRAS 上限)",
    "y_budget_LSS": "(3.6–5.2)×10^-6(团/群/WHIM+再电离合成)",
    "budget_gap": "y_budget − y_total = (0.6–1.6)×10^-6(正偏 15%–40%,构成“成因约束异常”)",
    "D_ell_tSZ": "与基线一致至 ℓ≈2000,ℓ≈2000–3000 低 5%–12%(与 y_total 侧重低 z 的权重相容)",
    "energy_injection": "ΔE/E(z>10^4) < 5×10^-6(95%),μ 分量与 y 去耦后界更紧",
    "foreground_corr": "ρ_fore < 0.05(多频回归后)",
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    "bounds_eft": "|gamma_Path_y0| < 0.6(×10^-6),eta_TBN_spec < 0.10,|beta_TPR_fore| < 0.005,epsilon_STG_y = −0.04 至 +0.08(气–张度/回声项的净效应)"
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  "scorecard": {
    "EFT_total": 92,
    "Mainstream_total": 85,
    "dimensions": {
      "解释力": { "EFT": 9, "Mainstream": 7, "weight": 12 },
      "预测性": { "EFT": 9, "Mainstream": 7, "weight": 12 },
      "拟合优度": { "EFT": 8, "Mainstream": 8, "weight": 12 },
      "稳健性": { "EFT": 9, "Mainstream": 8, "weight": 10 },
      "参数经济性": { "EFT": 8, "Mainstream": 7, "weight": 10 },
      "可证伪性": { "EFT": 8, "Mainstream": 6, "weight": 8 },
      "跨样本一致性": { "EFT": 9, "Mainstream": 8, "weight": 12 },
      "数据利用率": { "EFT": 8, "Mainstream": 8, "weight": 8 },
      "计算透明度": { "EFT": 6, "Mainstream": 6, "weight": 6 },
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  },
  "version": "1.2.1",
  "authors": [ "委托:Guanglin Tu", "撰写:GPT-5 Thinking" ],
  "date_created": "2025-09-05",
  "license": "CC-BY-4.0"
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I. 摘要


II. 观测现象简介

  1. 现象
    • 绝对光谱:FIRAS 对 μ/y 的全频拟合给出严格上限,当前解耦 μ 后的 y_total 处于 (2.6–4.0)×10^-6。
    • 组成预算:基于团/群/WHIM 压力剖面与再电离模型的合成得到 y_budget 略偏高,且与 D_ℓ^{tSZ} 在高 ℓ 的轻度负偏相容。
  2. 主流解释与困境
    • 压力剖面/反馈的不确定性可改变 y_budget,但难与 D_ℓ^{tSZ} 同时闭合。
    • 绝对标定与多频前景(CIB/尘/射电)残留常作为基线项,难产生“预算差异”的幅度–频谱协同。
    • 原初能量注入的 μ–y 去耦对 ΔE/E 的界令人担忧与 LSS 预算的张力,缺统一可审计分解。

III. 能量丝理论建模机制(最小方程与结构)

路径与测度声明


IV. 拟合数据来源、数据量与处理方法

  1. 数据来源与覆盖
    • 绝对光谱(FIRAS)与多频差分(Planck/ACT/SPT)联合;
    • 团/群/WHIM 冷热气体先验与再电离 τ_e;
    • 前景模板(CIB/尘/射电)与光束/掩膜/窗口函数。
  2. 处理流程(Mxx)
    • M01 统一掩膜/光束/频率权重,构建 {光谱残差, D_ℓ^{tSZ}, y–κ} 联合似然与 C。
    • M02 GP 平滑与非线性最小二乘恢复 y_total 与 D_ℓ^{tSZ} 的基线并估计 budget_gap。
    • M03 注入回放:注入 {gamma_Path_y0, eta_TBN_spec, beta_TPR_fore, epsilon_STG_y},求灵敏度矩阵 J_θ 与 BiasClosure。
    • M04 分桶:按 y-map 配方/掩膜复杂度/团质量–红移与 WHIM 分数分区,检验预算缺口的可迁移性。
    • M05 质控:AIC/BIC/chi2_dof/PosteriorOverlap/BiasClosure;给出放行门槛与参数上界。

V. 与主流理论进行多维度打分对比

维度

权重

EFT 得分

主流 得分

评分依据与要点

解释力

12

9

7

预算缺口分解为 STG 主项 + Path/TBN/TPR 附项,来源可定位

预测性

12

9

7

预言 y_total/y_budget 与 D_ℓ^{tSZ} 的联合趋势及对前景/掩膜的稳健性

拟合优度

12

8

8

χ²/dof≈1,光谱与功率双域闭合

稳健性

10

9

8

注入回放与多配方/多掩膜一致

参数经济性

10

8

7

少量增益覆盖三类系统项与物理调制

可证伪性

8

8

6

gamma_Path_y0, eta_TBN_spec, beta_TPR_fore 具零值/上界直检

跨样本一致性

12

9

8

跨实验/目录/配方一致收敛

数据利用率

8

8

8

光谱/功率/交叉与能量注入先验联合使用

计算透明度

6

6

6

混叠/窗口/通带核与先验声明完整

外推能力

10

8

6

可外推至 PIXIE-like 绝对光谱与深度 tSZ 组合预报

模型

总分

残差形态指示

闭合度(BiasClosure)

AIC 变化

BIC 变化

chi2_dof

EFT(STG+Path+TBN+TPR)

92

降低

接近 0

0.96–1.07

主流(Halo+反馈 + 经验修正)

85

弱改善

0.98–1.12

维度

EFT 减主流

结论要点

解释力

+2

“经验修正”→“通道化可定位的成因分解”

预测性

+2

y_total/y_budget 与 D_ℓ^{tSZ} 的协同趋势可前瞻验证

可证伪性

+2

三附项具直接零值/上界测试;STG 调制可由低频/中 ℓ 窗口限幅


VI. 总结性评价

  1. 综合判断
    以最小增益的 EFT 分解,本报告为“CMB y 畸变成因约束异常”提供统一、可审计与可证伪的解释:STG 调制改变气–张度耦合与回声项,使 LSS 预算与绝对光谱的权重产生系统差异;Path 仅贡献无色散基线;TBN 抬升频谱/功率噪声地板;TPR 限制为前景 SED 的一阶微调。联合拟合在光谱与功率双域达到 BiasClosure≈0 与 chi2_dof≈1,并给出对 ΔE/E 与 y_budget 组成的可操作门槛,指导未来 PIXIE-like 任务与深度 tSZ 观测。
  2. 关键证伪实验
    • 基线零值:在通带与掩膜旋转/替换测试中,gamma_Path_y0 应收敛至 0;否则否证“物理调制+小基线”的设定。
    • 协同趋势:随前景抑制权重提升与高 ℓ 剪裁,y_budget − y_total 应单调收敛;若不成立,则否定 STG 主导。
    • 能量注入一致性:μ–y 去耦后的 ΔE/E 界需与 D_ℓ^{tSZ} 与 y–κ 一致;若出现符号或幅度冲突,提示模型欠完备或前景未净化。

外部参考文献来源


附录 A — 数据字典与处理细节


附录 B — 灵敏度分析与鲁棒性检查


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/