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从星系红移巡天获取宇宙学约束的混合深度学习方法

宇宙学与河外天体物理 2020-02-12 v1

摘要

我们提出了一种基于深度机器学习(ML)的技术,用于从模拟3D星系巡天精确确定σ8\sigma_8Ωm\Omega_m。该模拟巡天由AbacusCosmos系列NN-体模拟构建,包含40个跨越一系列宇宙学模型的宇宙学体积模拟,并且我们通过使用广义晕占据分布(HODs)来考虑星系形成情景中的不确定性。我们探索了三种ML模型:3D卷积神经网络(CNN)、基于功率谱的全连接网络,以及将二者合并以结合物理驱动的汇总统计与灵活CNN的混合方法。我们描述了在一系列匹配相位模拟上训练深度模型的最佳实践,并在完全独立的样本上测试了我们的模型,该样本使用了先前未见的初始条件、宇宙学参数和HOD参数。尽管模拟观测相当小(0.07h3Gpc3\sim0.07h^{-3}\,\mathrm{Gpc}^3)且训练数据跨越 large 参数空间(6个宇宙学和6个HOD参数),CNN和混合CNN仍能将σ8\sigma_8Ωm\Omega_m约束到分别约3%3\%和约4%4\%

关键词

引用

@article{arxiv.1909.10527,
  title  = {A Hybrid Deep Learning Approach to Cosmological Constraints From Galaxy Redshift Surveys},
  author = {Michelle Ntampaka and Daniel J. Eisenstein and Sihan Yuan and Lehman H. Garrison},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1909.10527},
  year   = {2020}
}

备注

Submitted to The Astrophysical Journal