利用高斯过程重建暗能量与膨胀动力学
宇宙学与河外天体物理
2015-06-04 v2
摘要
宇宙学中的一个重要问题是直接从观测中重建有效的暗能量状态方程。由于物理驱动的模型很少，未来的暗能量研究不能仅仅基于对暗能量参数空间的约束，因为所发现的误差强烈依赖于所考虑的参数化形式。我们提出了一种新的非参数方法，利用高斯过程重建膨胀率和暗能量的历史，这是一种完全贝叶斯的数据平滑方法。我们给出了高斯过程的教学性介绍，并讨论了如何以合适的方式稳健地对数据进行微分。利用这种方法，我们展示了暗能量巡天-超新星巡天（DES）可以精确地恢复一个缓慢演化的状态方程，在z=0处误差为σ_w = ±0.04（95%置信水平），在z=0.7处为±0.2，在z~0.14的“最佳点”处最小误差为±0.015，前提是模型的其他参数已知。膨胀历史的误差要小一个数量级，且完全不依赖于对暗能量的任何假设。一个用于计算函数及其前三阶导数的高斯过程代码已开发完成，并可在http://www.acgc.uct.ac.za/~seikel/GAPP/index.html下载。
引用
@article{arxiv.1204.2832,
title = {Reconstruction of dark energy and expansion dynamics using Gaussian processes},
author = {Marina Seikel and Chris Clarkson and Mathew Smith},
journal= {arXiv preprint arXiv:1204.2832},
year = {2015}
}
备注
20 pages, 9 figures, improved analysis, GaPP code available at http://www.acgc.uct.ac.za/~seikel/GAPP/index.html