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利用宇宙计时器、BAO 与 CMB 数据集约束立方引力与 $f(P)$ 引力:机器学习算法的应用

宇宙学与河外天体物理 2022-06-14 v2 广义相对论与量子宇宙学

摘要

在本工作中,我们对爱因斯坦立方引力与 f(P)f(P) 引力进行观测数据分析,以约束这些理论参数空间。我们使用 30 点 zH(z)z-H(z) 宇宙计时器数据作为分析中的观测工具,并结合 BAO 与 CMB 峰值参数。采用 χ2\chi^2 统计量进行拟合分析,并通过最小化获得自由模型参数的最佳拟合值。我们使用马尔可夫链蒙特卡洛算法获取自由参数的边界。为此,我们使用公开的 CosmoMC 代码给出参数边界,并随后生成具有不同置信区间的轮廓图。除从我们的引力模型理论上求出哈勃参数 HH 关于红移 zz 的表达式外,我们还运用了相关系数以及两种机器学习模型,即线性回归(LR)与人工神经网络(ANN),用于 H(z)H(z) 的估计。为此,我们开发了一个 Python 包,用于寻找参数空间并利用机器学习进行后续统计分析与预测分析。我们将理论上与估计得到的 H(z)H(z) 值均与观测进行了比较。可见,我们的理论模型与机器学习估计模型相较于观测均表现显著良好。

关键词

引用

@article{arxiv.2107.12417,
  title  = {Constraints on Cubic and $f(P)$ Gravity from the Cosmic Chronometers, BAO & CMB datasets : Use of Machine Learning Algorithms},
  author = {Kinsuk Giri and Prabir Rudra},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2107.12417},
  year   = {2022}
}

备注

20 pages, 7 figures, This version matches the published version with some linguistic changes