Lista de software de cómputo cosmológica

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Cosmología Software
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El fondo cósmico de microondas (CMB) la radiación térmica supuesto que sobraron de la "Big Bang"de cosmología. El CMB es una instantánea de la luz más antigua en nuestro universo, impreso en el cielo cuando el universo tenía 380.000 años. Muestra las variaciones de temperatura pequeño que corresponden a las regiones de densidades ligeramente diferentes, que representan las semillas de futura toda la estructura: las estrellas y las galaxias de hoy. Por lo tanto, el análisis de las pequeñas Anisotropías en el CMB nos ayuda a entender el origen y el destino de nuestro universo. En pasadas décadas, ha habido mucha mejora en las observaciones y experimentos, realizados para comprender la estructura básica del universo. Para analizar los datos de diferentes experimentos cosmológicos y para entender la naturaleza teórica del universo que muchos avanzados métodos y software informático desarrollados en y utilizados por los cosmólogos durante años. Estos programas son ampliamente utilizados por los cosmólogos en todo el mundo.

El software computacional, utilizado en la cosmología puede clasificarse en las siguientes clases principales.

  • Mapa de generación y procesamiento de software: Estos programas se utilizan para la preparación de los mapas de cielo CMB de los datos observacionales crudos. El software HEALPIX[1][2][3] se utiliza para la generación de mapa y procesamiento.
  • Códigos de Boltzmann cosmológicos: Estos códigos se utilizan para calcular el espectro de energía teóricos dado los parámetros cosmológicos. Estos códigos son capaces de calcular el espectro de energía desde el modelo estándar de LCDM o sus derivados. Algunos de los códigos de Boltzmann CMB más usados son CMBFAST,[4][5][6] CAMB,[7] CMBEASY,[8][9] CLASE,[10][11][12] CMBAns, etc.
  • Estimador del parámetro cosmológico: Los códigos de la estimación de parámetros se utilizan para el cálculo de los parámetros de mejor ajuste de los datos de observación. Los códigos listos para usados disponibles para este propósito son CosmoMC,[13][14] AnalyzeThis,[15] Ámbito de aplicación[16] etc.

Contenido

  • 1 Mapa de generación y software de procesamiento de
    • 1.1 HEALPix
  • 2 Códigos de Boltzmann cosmológica
    • 2.1 CMBFAST
    • 2.2 CAMB
    • 2.3 CMBEASY
    • 2.4 CLASE
  • 3 Paquetes de estimación de parámetros
    • 3.1 AnalizeThis
    • 3.2 CosmoMC
  • 4 Otros paquetes
    • 4.1 Paquetes de software de probabilidad
  • 5 Véase también
  • 6 Notas

Mapa de generación y software de procesamiento de

HEALPix

HEALPix (a veces escrito como Healpix), un acrónimo de igual área jerárquico isoLatitude Pixelisation de una 2-esfera, puede referirse a cualquiera un algoritmo para la pixelización de la 2-esfera, un paquete de software asociado o asociada una clase de proyecciones del mapa. Healpix es ampliamente utilizado para la generación de mapa aleatorio cosmológico. La motivación original para idear HEALPix fue uno de necesidad. NASAes WMAP y ESAde misión Planck -producir frecuencias múltiples conjuntos de datos suficientes para la construcción de mapas de lleno el cielo del cielo de microondas en una resolución angular de unos pocos minutos de arco. Los requerimientos principales en el desarrollo de HEALPix fueron para crear una estructura matemática que permite una adecuada discretización de funciones sobre una esfera en la resolución lo suficientemente alta y para facilitar el análisis estadístico y astrofísico rápido y preciso de grandes conjuntos de datos llena el cielo. Los mapas de HEALPix se utilizan en casi todos los estudios de informática en cosmología.

Códigos de Boltzmann cosmológica

CMBFAST

CMBFAST es un código de computadora, escrito por Uroš Seljak y Matias Zaldarriaga, para calcular el espectro de energía de la anisotropía de fondo cósmico de microondas. Es el primer programa eficiente de hacerlo, reduciendo el tiempo necesario para calcular la anisotropía de varios días a unos pocos minutos mediante el uso de un enfoque novedoso de line-of-sight semi analítico.

CAMB

Código de Anisotropías en el fondo de microondas por Antony Lewis y Anthony Challinor. El código se basó originalmente en CMBFAST. Más tarde varios desarrollos se hacen que sea un sistema más rápido y más preciso y compatible con la presente investigación. El código está escrito de una manera orientada a objetos para hacerla más amigable.

CMBEASY

CMBEASY es un paquete de software escrito por Michael Doran, ladrones de Georg y Christian M. Müller. El código está basado en el paquete CMBFAST. CMBEASY está completamente orientada a objetos C++. Esto simplifica considerablemente las manipulaciones y las extensiones del código CMBFAST. Además, una poderosa clase Spline puede utilizarse para almacenar y visualizar datos fácilmente. Muchas características de la CMBEASY paquete también son accesibles a través de una interfaz gráfica de usuario. Esto puede ser útil para obtener la intuición, así como para propósitos de la instrucción.

CLASE

CLASE un nuevo código de Boltzmann se desarrolla en esta línea. El propósito de la clase es para simular la evolución de las perturbaciones lineales en el universo y para calcular CMB y observables de estructura de gran escala. Su nombre también proviene del hecho de que está escrito en estilo orientado a objetos imitando la noción de clase. Las clases son una característica maravillosa programación disponible por ejemplo en C++ y python, pero estos idiomas son conocidos por ser menos vectorizable/paralelizable llano C (o Fortran) y por lo tanto potencialmente más lento. CLASE está escrito en C llana de altas prestaciones, mientras que organizar el código en unos pocos módulos que reproducen la arquitectura y la filosofía de clases C++, para una óptima legibilidad y modularidad.

Paquetes de estimación de parámetros

Una instantánea del paquete AnalyzeThis (CMBEASY) GUI. La trama muestra la distribución de probabilidad de marginalize de una cadena de MCMC.

AnalizeThis

AnalizeThis es un paquete de estimación del parámetro utilizado por los cosmólogos. Viene con el paquete CMBEASY. El código está escrito en C++ y usa la metrópoli global del algoritmo para la estimación de parámetros cosmológicos. El código fue desarrollado por Michael Doran, para la estimación de parámetros mediante probabilidad WMAP-5. Sin embargo, el código no se actualizaba después del 2008 para los nuevos experimentos CMB. Por lo tanto, este paquete no está en uso por la comunidad de investigación CMB. El paquete viene con una interfaz gráfica agradable.

CosmoMC

CosmoMC es un 2003 de Fortran Cadena de Markov Monte-Carlo (MCMC) motor para explorar el espacio de parámetros cosmológicos, junto con el código para el análisis de muestras de Monte-Carlo y muestreo de importancia (más un conjunto de scripts en python para construir redes de carreras y trazar y presentación de resultados). El código hace fuerza bruta (pero exacta) teórica espectro de energía de la materia y Cl cálculos con CAMB.

Otros paquetes

Paquetes de software de probabilidad

Cosmología diferente experimentos, en particular la CMB experimentos como WMAP y Planck mide las fluctuaciones de temperatura en el cielo CMB y luego medir el espectro de energía CMB desde el skymap observado. Pero para la estimación de parámetros la χ² se requiere. Por lo tanto todos estos experimentos CMB viene con su propio software de probabilidad.

  • Paquete de probabilidad WMAP
  • Planck probabilidad Software

Véase también

  • Proyecto illustris
  • Modelo lambda-CDM
  • Cosmología física
  • Planck (nave espacial)
  • Cosmología Observacional
  • Sonda de anisotropía de microondas Wilkinson

Notas

  1. ^ Gorski, Krzysztof M.; Benjamin D. Wandelt; Frode K. Hansen; Eric Hivon; Anthony J. Banday (23 de mayo de 1999). "El Primer HEALPix". https://arxiv.org/ABS/Astro-pH/9905275.
  2. ^ "HEALPIX". software. NASA.
  3. ^ Gorski, K. M.; E. Hivon; A. J. Banday; B. D. Wandelt; F el. K. Hansen; M. Reinecke; M. Bartelman (2005). "HEALPix: un marco para la discretización de alta resolución y rápido análisis de datos distribuidos en la esfera". Astrophys.J. 622:: 759 – 771. Doi:10.1086/427976.
  4. ^ Seljak, Uros; Zaldarriaga, Matias (1996). "Un enfoque de línea de visión de anisotropías de fondo cósmico de microondas". Astrophys.J. 469:: 437-444. Doi:10.1086/177793.
  5. ^ Zaldarriaga, Matias; Uros Seljak; Edmund Bertschinger (1998). "Solución integral para el microondas fondo Anisotropías en Non-fl en universos". Astrophys.J. 494:: 491 – 502. Doi:10.1086/305223.
  6. ^ Seljak, U. & Zaldarriaga, M. "CMBFAST".
  7. ^ Lewis, Antonio; Challinor, Anthony. "CAMB: código de Anisotropías en el fondo de microondas". Astrofísica biblioteca de código fuente, registro ascl:1102.026.
  8. ^ Doran, Michael. "CMBEASY".
  9. ^ Doran, Michael (27 de abril de 2006). "CMBEASY:: un objeto orientado a código para el fondo cósmico de microondas". JCAP 0510:: 011. Doi:10.1088/1475-7516/2005/10/011.
  10. ^ Blas, D.; J. Lesgourgues; T. tranvía (2011). "Clase II: esquemas de aproximación". JCAP 1107:: 034.
  11. ^ Lesgourgues, J. CLASE I: Resumen.
  12. ^ Lesgourgues, J. "CLASE".
  13. ^ Lewis, Antonio; Sarah brida (2002). "Los parámetros cosmológicos del CMB y otros datos: un enfoque de Monte-Carlo". Phys.Rev.D66:103511. Doi:10.1103/PhysRevD.66.103511.
  14. ^ Lewis, Antony (2013). "Muestreo eficiente de parámetros cosmológicos rápidos y lentos". Phys Rev. D87:: 103529. Doi:10.1103/PhysRevD.87.103529.
  15. ^ Doran, Michael; Christian M. Mueller (2004). "Analizar esto! Un paquete de restricción cosmológico para CMBEASY". JCAP 0409 (003). Doi:10.1088/1475-7516/2004/09/003.
  16. ^ Das, Santanu; T. Souradeep. "Ámbito de aplicación: un método eficiente de estimación de parámetros cosmológicos". arXiv:1403.1271 [astro-ph.CO].

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