通过采用 Mpc 而非 Mpc/h 单位来缓解星系成团中的先验体积效应
Mitigating prior-volume effects in galaxy clustering by adopting Mpc over Mpc/h units
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中文总结 AI 辅助
本文提出在星系成团分析中采用 Mpc 单位替代 Mpc/h 单位，以缓解先验体积效应，避免与哈勃参数 h 的虚假相关，并在多种宇宙学模型下验证了该方法能显著减少参数估计偏移，性能与替代策略相当。
中文摘要 AI 辅助
我们研究了基于最先进模型（如 EFT 和 VDG$_\infty$ 模型）的星系成团贝叶斯分析中的先验体积效应。我们表明，这些效应在很大程度上是由对以 ${\rm Mpc}/h$ 单位定义的模型参数施加先验所驱动的，从而引入了与哈勃参数 $h$ 的虚假相关性，并且可以通过采用更具物理动机的 ${\rm Mpc}$ 单位表述来强烈缓解这些效应。我们使用一组合成数据向量测试了这种方法，这些数据向量旨在重现 Stage-IV 巡天在多种宇宙学模型（包括 $\Lambda$CDM、$K$CDM、$w$CDM 和 $w_0w_a$CDM）中预期的成团信号。我们发现，即使在具有挑战性的 $w_0w_a$CDM 运行中，所得约束也基本不受边缘化过程中引入的偏移影响，将与基准值的差异从几个标准差减少到远在 $1\sigma$ 以内。该方法的性能与替代缓解策略相当，例如采用不变先验或根据增长和几何振幅重新参数化 nuisance 参数。对于后者，我们发现使用 $\sigma_{12}$ 代替常用的 $\sigma_8$ 来描述密度涨落幅度，即使在暗能量状态方程约束较弱的高红移下，也能提高重新参数化技术的性能。我们进一步表明，这些结论在加入额外的 BAO 约束以及统计功效降低的数据集时仍然成立。这些结果增加了使用 ${\rm Mpc}$ 单位的好处，避免了对 $h$ 的显式依赖，对 Stage-IV 星系巡天的分析具有直接意义。
英文摘要
We investigate prior-volume effects in Bayesian analyses of galaxy clustering based on state-of-the-art models, such as the EFT and the VDG$_\infty$ model. We show that these effects are largely driven by imposing priors on the model parameters defined in ${\rm Mpc}/h$ units, thereby introducing a spurious correlation with the Hubble parameter $h$, and that they can be strongly mitigated by adopting a more physically motivated formulation in ${\rm Mpc}$ units. We test this approach using a set of synthetic data vectors designed to reproduce the clustering signal expected in a Stage-IV survey across a range of cosmological models, including $Λ$CDM, $K$CDM, $w$CDM, and $w_0w_a$CDM. We find that the resulting constraints are largely free from shifts induced during the marginalisation process, even in the challenging $w_0w_a$CDM runs, reducing discrepancies with the fiducial values from several standard deviations to well within $1σ$. The performance of this approach is comparable to that of alternative mitigation strategies, such as the adoption of invariant priors or the reparametrisation of nuisance parameters in terms of growth and geometrical amplitudes. For the latter, we find that using $σ_{12}$ in place of the commonly adopted $σ_8$ to describe the amplitude of density fluctuations improves the performance of the reparametrisation technique, even at high redshifts, where constraints on the dark-energy equation of state are weaker. We further show that these conclusions hold with the inclusion of additional BAO constraints, and for data sets with reduced statistical power. These results add to the benefits of working with ${\rm Mpc}$ units, avoiding an explicit dependence on $h$, with direct relevance for the analyses of Stage-IV galaxy surveys.
发表机构
- INAF - Osservatorio Astronomico di Brera（意大利国家天体物理研究所——布雷拉天文台）
- Max Planck Institute for Extraterrestrial Physics（马克斯·普朗克地外物理研究所）
- Institute of Space Sciences (ICE, CSIC)（空间科学研究所（ICE，西班牙国家研究委员会））
- Institut d’Estudis Espacials de Catalunya (IEEC)（加泰罗尼亚空间研究所（IEEC））
- Universität Bonn（波恩大学）
- Institute for Fundamental Physics of the Universe（宇宙基础物理研究所）
- Scuola Internazionale di Studi Superiori Avanzati（国际高等研究院）
- INAF - Osservatorio Astronomico di Trieste（意大利国家天体物理研究所——的里雅斯特天文台）
机构由 AI 辅助整理，请以论文原文为准。
