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机器学习邂逅 CMB 温度的红移演化

宇宙学与河外天体物理 2020-09-04 v2 广义相对论与量子宇宙学 高能物理 - 唯象学

摘要

我们提出了一种模型无关且非参数的机器学习算法重构,用于从宽红移范围 z[0,3]z\in \left[0,3\right] 重构宇宙微波背景(CMB)温度的红移演化,无需假设任何暗能量模型、绝热宇宙或光子数守恒。特别地,我们使用遗传算法,从而避免对初始先验或宇宙学基准模型的依赖。通过我们的重构,我们约束了晚期的新的物理。我们提供了来自参数化 T(z)=T0(1+z)1β\text{T}(z)=\text{T}_0(1+z)^{1-\beta}β\beta 参数、对偶关系 η(z)\eta(z) 和宇宙不透明度参数 τ(z)\tau(z) 的新颖且更新的估计。此外,我们对随时间变化的精细结构常数 α\alpha 施加了约束,它将在诸如 CMB 各向异性等广泛物理现象中留下印记。总体而言,我们发现与公认的 ΛCDM\Lambda\text{CDM} 模型在 1σ1\sigma 区域内无偏离证据,从而确认了其预测能力。

关键词

引用

@article{arxiv.2002.12700,
  title  = {Machine Learning meets the redshift evolution of the CMB Temperature},
  author = {Rubén Arjona},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2002.12700},
  year   = {2020}
}

备注

19 pages, 5 figures and 2 tables. Changes match published version. The Genetic Algorithm code can be found at: https://github.com/RubenArjona/Genetic-Algorithms