Field-level simulation-based inference of galaxy clustering with convolutional neural networks
Notice bibliographique
Résumé
We present the first simulation-based inference (SBI) of cosmological parameters from field-level analysis of galaxy clustering. Standard galaxy clustering analyses rely on analyzing summary statistics, such as the power spectrum ${P}_{\ensuremath{\ell}}$, with analytic models based on perturbation theory. Consequently, they do not fully exploit the nonlinear and non-Gaussian features of the galaxy distribution. To address these limitations, we use the SimBIG forward modeling framework to perform SBI using normalizing flows. We apply SimBIG to a subset of the Baryon Oscillation Spectroscopic Survey CMASS galaxy sample using a convolutional neural network with stochastic weight averaging to perform massive data compression of the galaxy field. We infer constraints on ${\mathrm{\ensuremath{\Omega}}}_{m}={0.267}_{\ensuremath{-}0.029}^{+0.033}$ and ${\ensuremath{\sigma}}_{8}={0.762}_{\ensuremath{-}0.035}^{+0.036}$. While our constraints on ${\mathrm{\ensuremath{\Omega}}}_{m}$ are in line with standard ${P}_{\ensuremath{\ell}}$ analyses, ours on ${\ensuremath{\sigma}}_{8}$ are $2.65\ifmmode\times\else\texttimes\fi{}$ tighter. Our analysis also provides constraints on the Hubble constant ${H}_{0}=64.5\ifmmode\pm\else\textpm\fi{}3.8\text{ }\text{ }\mathrm{km}/\mathrm{s}/\mathrm{Mpc}$ from galaxy clustering alone. This higher constraining power comes from additional non-Gaussian cosmological information, inaccessible with ${P}_{\ensuremath{\ell}}$. We demonstrate the robustness of our analysis by showcasing our ability to infer unbiased cosmological constraints from a series of test simulations that are constructed using different forward models than the one used in our training dataset. This work not only presents competitive cosmological constraints but also introduces novel methods for leveraging additional cosmological information in upcoming galaxy surveys like the Dark Energy Spectroscopic Instrument, Prime Focus Spectrograph, and Euclid.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,001 | 0,009 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,001 | 0,001 |
| Communication savante | 0,001 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,002 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,002 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».