Combining numerical and analytical approaches for precision cosmology based on galaxy statistics

基于星系统计的精密宇宙学结合数值和分析方法

基本信息

批准号：
22K03634
负责人：
西道啓博
金额：
$ 2.58万
依托单位：
Kyoto University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2022
资助国家：
日本
起止时间：
2022-04-01 至 2027-03-31
项目状态：
未结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22K03634/
关键词：
宇宙大規模構造宇宙論パラメータ銀河統計

项目摘要

2022年度は、様々な仮定のもとで数値シミュレーションにより生成した模擬銀河サンプルの構築、及び、これを理論モデルを用いて統計解析する数値コードの整備を行った。前者に関しては、多様な銀河・ハロー関係を数値的に実現するために、これまで利用してきた動径方向の密度プロファイルに加え、様々な距離スケール、動径方向の重み関数に対応した楕円率を、ハロー、サブハローの階層構造を適切に加味してシミュレーションデータから高速に測定するコードの開発に成功した。また、機械学習モデルの一種である「エミュレータ」による理論テンプレートを用いて、前述のデータベースを解析することで、ハローの質量のみの関数として銀河を撒く最も単純な理論モデルの限界を定量的に明らかにした。これによると、単一のハローの内部の銀河分布で決まる、いわゆる「1-halo term」が支配する小スケール領域まで情報を解釈しようとすると、宇宙論的な揺らぎの大きさの推定に無視できないバイアスが生じる一方で、そのような状況下でも、バリオン音響振動と呼ばれる大スケールの兆候を手がかりに、宇宙の膨張則を決めるパラメータの組み合わせは常に無バイアスに測定可能であることを明らかにした。一方で、同時に進行中の系統的な摂動展開に基づく理論テンプレートによる統計解析に関しては、利用する予定だった公開コードの宇宙論パラメータ空間サポート範囲が不十分であることが判明したため、これに変わるコードの開発に着手している。

在2022财年，我们构建了在各种假设下通过数值模拟生成的模拟星系样本，并开发了数值代码以使用理论模型对其进行统计分析。对于前者，为了在数值上实现各种星系晕关系，除了迄今为止使用的径向密度剖面之外，我们还开发了对应于各种距离尺度和径向权重函数的椭圆率，我们成功地开发了代码。它考虑了、halo 和 sub-halo 的层次结构，并根据仿真数据执行高速测量。此外，通过使用由“模拟器”（一种机器学习模型）创建的理论模板来分析上述数据库，我们定量地阐明了最简单的理论模型的局限性，该模型仅将星系散射为晕质量的函数。我做到了。据此，当试图将信息解释到由单个晕内星系分布决定的所谓“1-晕项”主导的小尺度区域时，在估计宇宙波动的幅度时不能忽视它。尽管存在偏差，但研究人员发现，即使在这种条件下，也始终可以使用称为重子声振荡的大规模信号来无偏差地测量决定宇宙膨胀定律的参数组合。另一方面，同时进行的基于系统微扰展开的理论模板的统计分析发现，拟使用的公共码的宇宙学参数空间支持范围不足，因此我们已经开始开发替代代码。