Posterior response orientations of archived analysis changes in a CMB+DESI free-N_eff framework

Keiji Yoshimura

doi:10.51094/jxiv.6518

##article.authors##

Keiji Yoshimura Independent Researcher https://orcid.org/0009-0007-6631-1038

DOI:

https://doi.org/10.51094/jxiv.6518

キーワード:

ハッブルテンション、 DESI DR2、事後分布応答、 CMB偏光、有限チェイン診断

抄録

本研究では、CMBおよびDESI DR2を用いた宇宙論解析で過去に実行・保存された6種類の解析条件変更について、事後分布が多次元パラメータ空間内でどの方向へ変化したかを比較する。

基準となる解析には、N_effを自由パラメータとし、ニュートリノ質量和をSigma m_nu = 0.06 eVに固定したCMB+DESI DR2事後分布を用いた。共通する7つの宇宙論パラメータについて事後平均の変位を測定し、同じ基準事後分布内でH0と相関する局所的な方向に平行な成分と、それに直交する成分へ分解した。この量は統計的有意度や新しいテンション指標ではなく、解析条件変更に対する事後分布応答を共通座標系で記述するための診断量である。

DESI DR2を追加した場合には、H0と相関する方向への正の成分と、それに直交する大きな成分の双方が見られた。一方、DESIを含む解析からlow-l EE偏光情報を除去した場合、その変位は主としてH0相関方向に直交していた。この特徴は、両端点へ共通のPlanck型Gaussian tau感度重み付けを適用した後にも維持されたが、全変位量はD = 3.579からD = 0.636へ大きく縮小した。有限長MCMCチェインを用いた数値診断は、この縮小と直交成分優勢という定性的結果とは整合したが、重み付け後の小さな平行成分の符号や厳密な直交性までは確定できなかった。

また、BBN計算・軽元素存在量尤度をまとめて変更した場合、およびニュートリノ質量和を非負の自由パラメータとした場合には、共通7次元空間においてH0相関方向への負の射影が得られた。これらの結果は、保存済みチェイン、選択した基準事後分布、および後方視的に構成された6比較に条件付けられた記述的結果である。6つの保存済み基準事後分布を用いた追加確認でも、low-l EE除去後の応答が主として直交方向にあるという定性的分類は維持されたが、基準選択に対する一般的不変性を意味するものではない。

利益相反に関する開示

著者は、本研究に関連して開示すべき利益相反がないことを申告する。

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引用文献

A. G. Riess et al., “The Perfect Host: JWST Cepheid observations in a background-free Type Ia supernova host confirm no bias in Hubble-constant measurements,” Astrophys. J. Lett. 992, L34 (2025). DOI: 10.3847/2041-8213/ae0ad6. arXiv:2509.01667.

W. L. Freedman et al., “Status report on the Chicago-Carnegie Hubble Program: Measurement of the Hubble constant using the Hubble and James Webb Space Telescopes,” Astrophys. J. 985, 203 (2025). DOI: 10.3847/1538-4357/adce78.

DESI Collaboration, “DESI DR2 results. II. Measurements of baryon acoustic oscillations and cosmological constraints,” Phys. Rev. D 112, 083515 (2025). DOI: 10.1103/tr6y-kpc6. arXiv:2503.14738v3.

W. Elbers et al. (DESI Collaboration), “Constraints on neutrino physics from DESI DR2 BAO and DR1 full shape,” Phys. Rev. D 112, 083513 (2025). DOI: 10.1103/w9pk-xsk7. arXiv:2503.14744v3.

M. Raveri and W. Hu, “Concordance and discordance in cosmology,” Phys. Rev. D 99, 043506 (2019). DOI: 10.1103/PhysRevD.99.043506.

M. Raveri, G. Zacharegkas, and W. Hu, “Quantifying concordance of correlated cosmological data sets,” Phys. Rev. D 101, 103527 (2020). DOI: 10.1103/PhysRevD.101.103527. arXiv:1912.04880.

M. Raveri and C. Doux, “Non-Gaussian estimates of tensions in cosmological parameters,” Phys. Rev. D 104, 043504 (2021). DOI: 10.1103/PhysRevD.104.043504. arXiv:2105.03324.

T. Dacunha, M. Raveri, M. Park, C. Doux, and B. Jain, “What does a cosmological experiment really measure? Covariant posterior decomposition with normalizing flows,” Phys. Rev. D 105, 063529 (2022). DOI: 10.1103/PhysRevD.105.063529. arXiv:2112.05737.

S. Lee, “Information-Geometric Perspective on the Hubble Tension: Eigenmode Rotation and Curvature Suppression in wCDM,” arXiv:2604.04422v1 (2026).

Z. Zhou, S. Wang, Z. Miao, C. Ai, and H. Zhang, “Geometric obstruction to resolving the Hubble tension: Orthogonality of scale and shape in distance measurements,” Phys. Rev. D 114, 063511 (2026). DOI: 10.1103/hv6b-kccr. arXiv:2606.12822.

E. McDonough and E. G. M. Ferreira, “Constraints on primordial power spectrum parameters from DESI and CMB data,” Phys. Rev. D 114, 023559 (2026). DOI: 10.1103/9fjv-tl3l. arXiv:2512.05108.

N. Sailer, G. S. Farren, S. Ferraro, and M. White, “Addressing Tensions in LambdaCDM Cosmology by an Increase in the Optical Depth to Reionization,” Phys. Rev. Lett. 136, 081002 (2026). DOI: 10.1103/6r54-8lv4. arXiv:2504.16932.

S. Barua and S. Desai, “Impact of CMB low-l EE polarization data on dark energy parametrizations,” Phys. Rev. D 114, 043556 (2026). DOI: 10.1103/lr47-j87b. arXiv:2606.15603.

C. Pitrou, A. Coc, J.-P. Uzan, and E. Vangioni, “Precision big bang nucleosynthesis with improved Helium-4 predictions,” Phys. Rep. 754, 1-66 (2018). DOI: 10.1016/j.physrep.2018.04.005. arXiv:1801.08023.

C. Pitrou, A. Coc, J.-P. Uzan, and E. Vangioni, “A new tension in the cosmological model from primordial deuterium?,” Mon. Not. R. Astron. Soc. 502, 2474-2481 (2021). DOI: 10.1093/mnras/stab135. arXiv:2011.11320.

N. Schöneberg et al., “The H0 world cup. II. A comprehensive competition between proposed Hubble tension solutions,” arXiv:2607.13283v1 (2026).

D. D. Y. Ong and W. Handley, “unimpeded: A Public Grid of Nested Sampling Chains for Cosmological Model Comparison and Tension Analysis,” arXiv:2511.04661v3 (2026).

D. D. Y. Ong, D. Yallup, and W. Handley, “The Bayesian view of DESI DR2 with unimpeded: Evidence and tension in a combined analysis with CMB and supernovae across cosmological models,” arXiv:2603.05472v2 (2026).

Planck Collaboration, “Planck 2018 results. V. CMB power spectra and likelihoods,” Astron. Astrophys. 641, A5 (2020). DOI: 10.1051/0004-6361/201936386.

Planck Collaboration, “Planck 2018 results. VI. Cosmological parameters,” Astron. Astrophys. 641, A6 (2020). DOI: 10.1051/0004-6361/201833910. Erratum DOI: 10.1051/0004-6361/201833910e.

E. Rosenberg, S. Gratton, and G. Efstathiou, “CMB power spectra and cosmological parameters from Planck PR4 with CamSpec,” Mon. Not. R. Astron. Soc. 517, 4620-4636 (2022). DOI: 10.1093/mnras/stac2744.

F. J. Qu et al., “The Atacama Cosmology Telescope: A measurement of the DR6 CMB lensing power spectrum and its implications for structure growth,” Astrophys. J. 962, 112 (2024). arXiv:2304.05202.

M. S. Madhavacheril et al., “The Atacama Cosmology Telescope: DR6 gravitational lensing map and cosmological parameters,” Astrophys. J. 962, 113 (2024). arXiv:2304.05203.

A. Lewis, A. Challinor, and A. Lasenby, “Efficient computation of CMB anisotropies in closed FRW models,” Astrophys. J. 538, 473-476 (2000). DOI: 10.1086/309179.

J. Torrado and A. Lewis, “Cobaya: Code for Bayesian Analysis of hierarchical physical models,” JCAP 05 (2021) 057. DOI: 10.1088/1475-7516/2021/05/057.

O. Pisanti et al., “PArthENoPE: Public Algorithm Evaluating the Nucleosynthesis of Primordial Elements,” Comput. Phys. Commun. 178, 956-971 (2008). DOI: 10.1016/j.cpc.2008.02.015. arXiv:0705.0290.

F. Takahashi et al. (Particle Data Group), “Review of Particle Physics,” Int. J. Mod. Phys. A 41, 2630011 (2026), Sec. 24: Big-Bang Nucleosynthesis.

I. J. Allali, P. Singh, J. Fan, and L. Li, “Reionization and the Hubble Constant: Correlations in the Cosmic Microwave Background,” JCAP 08 (2025) 082. DOI: 10.1088/1475-7516/2025/08/082. arXiv:2503.05691v2.

J. M. Flegal and G. L. Jones, “Batch means and spectral variance estimators in Markov chain Monte Carlo,” Ann. Statist. 38, 1034-1070 (2010). DOI: 10.1214/09-AOS735. arXiv:0811.1729.

D. Vats, J. M. Flegal, and G. L. Jones, “Multivariate output analysis for Markov chain Monte Carlo,” Biometrika 106, 321-337 (2019). DOI: 10.1093/biomet/asz002.

A. Vehtari, A. Gelman, D. Simpson, B. Carpenter, and P.-C. Bürkner, “Rank-normalization, folding, and localization: An improved R-hat for assessing convergence of MCMC,” Bayesian Anal. 16, 667-718 (2021). DOI: 10.1214/20-BA1221.

K. Yoshimura, “Reproducibility archive for Posterior response orientations of archived analysis changes in a CMB+DESI free-Neff framework,” Version v1, Dataset, Zenodo (2026). DOI: 10.5281/zenodo.22816714.

CMB+DESI自由N_eff枠組みにおけるアーカイブ済み解析変更に対する事後分布応答の方向性