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基于宇宙计时器数据约束哈勃常数:EMCEE、高斯过程与掩码自回归流方法的比较分析

宇宙学与河外天体物理 2026-04-29 v2

摘要

哈勃常数(H0H_0)是理解宇宙演化不可或缺的因素。仿射不变性马尔可夫链蒙特卡罗集合抽样器(EMCEE)、高斯过程(Gaussian Process, GP)和掩码自回归流(Masked Autoregressive Flow, MAF)等不同方法用于约束哈勃常数。然而,这些方法在应用于同一数据集时会产生不同的 H0H_0 值。为探讨这些差异,我们基于对单个数据点敏感性及其在约束 H0H_0 方面的性能进行比较分析。我们应用蒙特卡罗删除-dd jackknife(MCDJ)来评估方法对单个数据点的敏感性。我们的发现表明,GP 对单个数据点的敏感性高于 MAF 和 EMCEE,而 MAF 的敏感性高于 EMCEE。敏感性也取决于红移:EMCEE 和 GP 对较高红移处的 H(z)H(z) 更为敏感,而 MAF 在较低红移处更为敏感。在基于 Λ\LambdaCDM 和基于 GP 的仿真方案下,我们生成一组具有固定输入真实值 H0,trueH_{0,\mathrm{true}} 的模拟计时器数据集,分别对每种方法进行应用以恢复 H0H_0 的后验分布,并通过比较恢复后的后验分布与 H0,trueH_{0,\mathrm{true}} 来总结性能:(i) 后验中心值精度(偏差和均方根误差)、(ii) 可信区间校准(68% 和 95% 覆盖率)、(iii) 总体后验质量(对数得分)。总体而言,EMCEE 在所有性能指标中表现最佳,GP 位于中间,MAF 表现最差。

关键词

引用

@article{arxiv.2502.11625,
  title  = {Comparative Analysis of EMCEE, Gaussian Process, and Masked Autoregressive Flow in Constraining the Hubble Constant Using Cosmic Chronometers Dataset},
  author = {Jing Niu and Jie-Feng Chen and Peng He and Tong-Jie Zhang and Jie Zhang},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2502.11625},
  year   = {2026}
}

备注

15 pages, 9 figures, 8 tables. Accepted for publication in MNRAS