点源引力透镜概率分布函数的精确宇宙学模拟器

我们开发了一个精确且计算高效的模拟器，用于建模引力透镜放大率概率分布函数（PDF），从而实现对超新星和引力波观测等点源的稳健宇宙学推断。我们构建了一个利用宇宙学 N 体模拟的流水线，创建过去光锥来计算收敛和剪切图。主成分分析（PCA）用于降维，随后采用极端梯度提升（XGBoost）机器学习模型在广泛的宇宙学参数空间（Ωm、σ8、w、h）和红移范围（0.2 ≤ z ≤ 6）内插值放大率 PDF。我们确定了最优 PCA 组件数量以平衡精度和稳定性。我们的模拟器以 ace_lensing 名义公开发布，能够以中位 Kullback-Leibler 散度 0.007 精确重现透镜 PDF。在测试集上的验证确认，该模型能够可靠地重现所探索参数范围内 PDF 的详细形状和统计特性，在特定参数组合或红移下未表现出显著退化。未来工作将聚焦于通过流体动力学模拟纳入重子物理，并扩展训练集以进一步提升模型精度和泛化能力。