Anchors no more: Using peculiar velocities to constrain H_0 and the primordial Universe without calibrators
Davide Piras, Francesco Sorrenti, Ruth Durrer, Martin Kunz
我们开发了一种新颖的方法,利用Ia型超新星(SNIa)数据来约束哈勃参数H_0和原初功率谱振幅A_s。通过将SNIa视为本动速度场的示踪物,我们可以将其距离和协方差建模为宇宙学参数的函数,而无需像造父变星这样的校准器;这产生了一种基于SNIa数据且无需距离锚点的大尺度结构新独立探针。关键的是,我们在JAX中实现了一个可微分流程,包括高效的模拟器和仿射采样,将推理时间从数年缩短到在单个GPU上仅需数小时。我们首先在模拟数据集上验证了我们的方法,证明使用𝒪(10^3)个SNIa可以分别将H_0和log 10^10A_s约束在10%和15%以内。然后我们用来自N体模拟的SNIa测试了我们的流程,在中等噪声水平下获得了6%水平的无偏H_0约束。最后,我们将我们的方法应用于Pantheon+数据,当将A_s固定为其Planck值时,无需造父变星即可在15%水平上约束H_0。另一方面,当在分析中包含造父变星时,我们获得了与Planck一致的20%水平的log 10^10A_s约束。鉴于即将到来的来自兹威基瞬变设施和薇拉·鲁宾时空遗产巡天的低红移SNIa观测(我们的方法将在这些巡天中充分发挥其潜力),我们将我们的代码公开提供。
We develop a novel approach to constrain the Hubble parameter H_0 and the primordial power spectrum amplitude A_s using type Ia supernovae (SNIa) data. By considering SNIa as tracers of the peculiar velocity field, we can model their distance and their covariance as a function of cosmological parameters without the need of calibrators like Cepheids; this yields a new independent probe of the large-scale structure based on SNIa data without distance anchors. Crucially, we implement a differentiab...