费雪信息矩阵在引力波参数估计中的不足
天体物理仪器与方法
2013-10-30 v1 高能天体物理现象
摘要
费雪信息矩阵 (FIM) 因其易用性和快速计算时间，一直是合并致密双星引力波信号参数估计精度的标准近似方法。虽然该方法的理论缺陷（如最低阶展开有效性的信噪比 (SNR) 限制以及使用非高斯先验的困难）已广为人知，但与真实参数估计技术（例如马尔可夫链蒙特卡洛）相比的实际有效性仍是一个悬而未决的问题。我们直接比较了 FIM 误差估计与参数估计代码 lalinference_mcmc 生成的贝叶斯概率密度函数。除了通常考虑的低信噪比问题外，我们发现 FIM 可能会极大地高估 MCMC 所能实现的参数估计不确定性。对于由双黑洞组成的系统，这是一种系统性效应，且分歧随总质量增加而增大。在某些情况下，MCMC 搜索返回的边缘后验标准差比 FIM 估计值小几个数量级。我们得出结论，FIM 的预测不能代表真实引力波参数估计的能力。
引用
@article{arxiv.1308.1397,
title = {Inadequacies of the Fisher Information Matrix in gravitational-wave parameter estimation},
author = {Carl L. Rodriguez and Benjamin Farr and Will M. Farr and Ilya Mandel},
journal= {arXiv preprint arXiv:1308.1397},
year = {2013}
}
备注
17 pages, 5 figures. Submitted to PRD