DISCO-DJ I：一个用于宇宙学的可微分 Einstein-Boltzmann 求解器

我们呈现 DISCO-DJ（DIfferentiable Simulations for COsmology - Done with JAX，即基于 JAX 的宇宙学可微分模拟）软件包的 Einstein-Boltzmann 模块。该模块在 JAX 框架中实现了线性化宇宙学 Einstein-Boltzmann 方程的全可微分求解器，并允许使用自动微分计算所有求解器输出相对于所有输入参数的 Jacobian 矩阵。这意味着对于给定的参数集，其解以及参数空间中的切超平面也都已知，这是宇宙学推断与预测问题以及许多其他应用的关键要素。我们讨论了我们的实现，并证明我们的求解器在千分之一水平上与非可微分求解器 CAMB 和 CLASS 一致，包括有质量中微子与具有参数化状态方程的暗能量流体。我们利用该可微分求解器说明了大尺度结构宇宙学中各种汇总统计量对模型参数的依赖性，并最终演示了它如何能轻松用于 Fisher 预测，以对 Euclid 的预测作为示例。由于该实现比现有求解器显著更短且更模块化，我们相信将其扩展以纳入额外物理（如额外的暗能量与暗物质模型、修正引力或其他非标准物理）在未来将更为直接。