宇宙学探测的信息增益

鉴于宇宙学观测数量不断增长，开发通用工具来量化宇宙学探测的约束能力与一致性十分重要。最初受信息论启发，我们利用相对熵来计算贝叶斯更新所获得的信息，单位为比特。该度量同时量化了精度的提升与“意外度”，即由中心值偏移引起的张力。我们的起点是 WMAP9 先验，并用距离阶梯、超新星（SNe）、重子声学振荡（BAO）、弱引力透镜以及 2015 年 Planck 发布的数据对其进行更新。我们考虑平坦 $\Lambda$CDM 协调模型的参数及其部分扩展（包括曲率和暗能量状态方程参数 $w$）。我们发现，相对于 WMAP9 且在这些模型空间内，提供增益最大的探测是 Planck（10 比特），其次是 BAO 巡天（5.1 比特）和 SNe 实验（3.1 比特）。其他宇宙学探测，包括弱引力透镜（1.7 比特）和 {$\rm H_0$} 测量（1.7 比特），也贡献了信息但程度较低。此外，当用其他任一实验更新 WMAP9 的约束时，我们未发现任何显著的意外度，意味着它们与 WMAP9 一致。然而，当我们选择 Planck15 作为先验时，考虑到参数空间的完整多维性，CFHTLenS 的弱引力透镜测量产生了 4.4 比特的较大意外度，在统计上显著达到 8 $\sigma$ 水平。我们讨论了相对熵如何为在当前和未来巡天背景下比较宇宙学探测提供一个通用且稳健的框架。