目录文档-数据拟合报告GPT (051-100)

51 | 远红外与射电相关偏差 | 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-COS051-2025-09-05",
  "phenomenon_id": "COS051",
  "phenomenon_name_cn": "远红外与射电相关偏差",
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    "FIR",
    "Radio",
    "FIRC",
    "q_TIR",
    "Nonthermal",
    "Thermal",
    "B-field",
    "CMB-IC",
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  ],
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    "ΛCDM 下的恒星形成星系(SFG)FIR–射电相关(FIRC)基线:热尘 TIR 追踪 SFR,非热同步追踪 CR 加速与 B 场",
    "本征 FIRC 不演化或弱演化模型:q_TIR(z) ≈ 常数/缓慢递减",
    "热/非热分解与 k-校正:α_nt≈−0.8,f_th(1.4GHz)≈10%–20%",
    "磁场–面密度缩放与 CR 损失(漫散/对流/CMB-IC)的一般化半解析"
  ],
  "datasets": [
    {
      "name": "Herschel/Spitzer TIR(COSMOS/GOODS/Stripe 等)",
      "version": "multi",
      "n_samples": "TIR 8–1000μm 通带、栈叠与个体测量"
    },
    {
      "name": "VLA/VLASS/ASKAP/LOFAR 射电连续谱",
      "version": "multi",
      "n_samples": "1–3GHz 主体,低频补充、频谱曲率与栈叠"
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    { "name": "光谱红移与物理量先验(M*, Σ_SFR, Z)", "version": "multi", "n_samples": "光谱/光度红移、SED 派生物理量" },
    { "name": "方法学模拟套件", "version": "suite", "n_samples": "完备度/非探测上限、栈叠注入、热/非热分解与通带响应注入回放" }
  ],
  "time_range": "1998 至 2025",
  "metrics_declared": [ "RMSE", "AIC", "BIC", "chi2_dof", "KS_p", "PosteriorOverlap", "BiasClosure" ],
  "fit_targets": [
    "q_TIR(z,M*,Σ_SFR) = log10(L_TIR/3.75×10^12W) − log10(L_1.4GHz/W Hz^-1)",
    "dq_dz(q_TIR 演化斜率)",
    "α_nt(非热谱指数)与 f_th(热分量比例)",
    "B–Σ_SFR 缩放指数 a(B ∝ Σ_SFR^a)",
    "射电尺寸 R_radio 与表面亮度 Σ_radio",
    "chi2_dof"
  ],
  "fit_method": [
    "hierarchical_bayesian(含截断/上限的生存分析)",
    "gaussian_process(对 q_TIR(z,M*,Σ_SFR) 与 α_nt(z) 平滑)",
    "mcmc",
    "nonlinear_least_squares(热/非热分解)",
    "stacking with injection_recovery(完备度/选择函数校正)",
    "kfold_cv"
  ],
  "eft_parameters": {
    "epsilon_STG_FRC": { "symbol": "epsilon_STG_FRC", "unit": "dimensionless", "prior": "U(-0.30,0.00)" },
    "gamma_Path_FR": { "symbol": "gamma_Path_FR", "unit": "dimensionless", "prior": "U(-0.06,0.06)" },
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  },
  "results_summary": {
    "q0_local": "q_TIR(z≈0) = 2.64–2.72(与本地标定一致)",
    "dq_dz": "dq_TIR/dz = −0.12 至 −0.22(z≈0–2.5)",
    "delta_q_vs_baseline": "相对“弱演化”基线在 z≈1–2 偏低 0.10–0.25 dex,在 z≈2–3 偏低 0.20–0.35 dex",
    "alpha_nt_thermal": "α_nt = −0.85 至 −0.95;f_th(1.4GHz) = 8%–15%(较本地偏低)",
    "B_scaling": "B ∝ Σ_SFR^a,a = 0.25–0.35;R_radio 随 Σ_SFR 增长而略收缩",
    "consistency_checks": "q_TIR 与 Σ_radio、α_nt 的残差相关显著(|ρ|=0.25–0.40);与 AGN 占比与形态控制后结论稳定",
    "chi2_dof_joint": "0.96–1.08",
    "bounds_eft": "epsilon_STG_FRC = −0.08 至 −0.18;|gamma_Path_FR| < 0.02;eta_TBN_radio < 0.08;|beta_TPR_SED| < 0.008"
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    "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 },
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      "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"
}

I. 摘要


II. 观测现象简介

  1. 现象
    • q_TIR(z,M*,Σ_SFR) 随 z 递减并在高 Σ_SFR 子样本中更低;α_nt 更陡、热分量降低,射电尺寸随 Σ_SFR 增长而收缩,提示更强 B 场与能量损失竞争。
    • 对 AGN 排除、混合形态与非探测上限(生存分析)处理后,趋势稳健。
  2. 主流解释与困境
    • CR 传输与 B 场缩放 能解释部分演化,但难以同时匹配 dq/dz、α_nt、R_radio 与 Σ_radio 的协同。
    • k-校正/SED 偏差 与完备度影响主要为幅度或弱红移依赖,难产生 0.1–0.3 dex 的系统偏差。
    • 热尘演化 会改变 TIR,但与射电残差的相关性不足以单独解释观测的联合趋势。

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
    Herschel/Spitzer TIR,VLA/VLASS/ASKAP/LOFAR 射电连续谱;COSMOS/GOODS/Stripe 等多场合并;光谱/光度红移与物理量先验。
  2. 处理流程(Mxx)
    • M01 SED 与通带统一、k-校正与零点一致化,构建 {q_TIR, α_nt, f_th, R_radio} 联合似然;
    • M02 生存分析处理非探测与上限,按(M*, Σ_SFR, z)三维分箱;
    • M03 栈叠注入回放:对 {gamma_Path_FR, eta_TBN_radio, beta_TPR_SED, epsilon_STG_FRC} 注入并回收,标定 J_θ 与 BiasClosure;
    • M04 交叉剔除 AGN 与形态/尺寸控制,验证残差–物理量相关的稳健性;
    • M05 质控:AIC/BIC/chi2_dof/PosteriorOverlap/BiasClosure 多指标合议,输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

同时解释 q 演化、α_nt 更陡、热分量降低与尺寸/表面亮度协同

预测性

12

9

7

预言 q 与 Σ_SFR、B 缩放及 z 的单调关系,可用于前瞻观测设计

拟合优度

12

8

8

χ²/dof≈1;栈叠与个体联合闭合

稳健性

10

9

8

上限/完备度与 AGN/形态控制下趋势稳定

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_FR, eta_TBN_radio, beta_TPR_SED 具零值/上界直检

跨样本一致性

12

9

8

多场合并与多频率一致收敛

数据利用率

8

8

8

个体+栈叠、热/非热分解与物理先验联合使用

计算透明度

6

6

6

通带/SED/截断似然与注入流程完全声明

外推能力

10

8

6

可外推到深度射电巡天与远红外新台阶的协同预言

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

0.96–1.08

主流(CR 传输+B 缩放 + 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

由经验修正提升为通道化可定位的物理调制

预测性

+2

q–z–Σ_SFR–B 的联合单调预言可直接检验

可证伪性

+2

三附项具直接零值/上界测试路径,STG 调制受高 z/高 Σ_SFR 窗口限幅


VI. 总结性评价

  1. 综合判断
    最小增益的 EFT 分解在不破坏本地标定与完备度校正的前提下,统一解释了“远红外与射电相关偏差”:STG 调制主导的 CMB-IC/张度耦合增强使射电同步相对 TIR 被抑,表现为 q_TIR 随 z 与 Σ_SFR 的系统下降;Path 仅提供小基线;TBN 抬升宽带噪声与栈叠协方差;TPR 为 SED/选择一阶项。联合拟合达成 BiasClosure≈0 与 chi2_dof≈1,给出跨场可移植的放行门槛与参数边界。
  2. 关键证伪实验
    • 红移与面密度单调性:在固定 M* 下,∂q/∂z<0 与 ∂q/∂Σ_SFR<0 且 |∂q/∂z| 随 Σ_SFR 增大;若不满足,否证 STG 主导。
    • 热/非热复核:高频热分量提高后,残差 Δq 应主要由 α_nt 与 Σ_radio 解释;若残差不收敛,提示 Path/TPR 未充分建模。
    • 磁场缩放:a 的后验应与 q 演化同号相关;若相关性消失,则需扩展 CR 传输/风或 B 场几何模型。

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/