Я не смог найти ни одной публикации LIGO, объясняющей, как мы должны интерпретировать это значение. Самое близкое, что я нашел, это следующая цитата:
Это означает, что шумовое событие, имитирующее GW150914, будет чрезвычайно редким явлением — действительно, мы ожидаем, что такое сильное событие, как GW150914, произойдет случайно только один раз за примерно 200 000 лет таких данных! Этот уровень ложных срабатываний можно перевести в число «сигм» (обозначаемое как s), которое обычно используется в статистическом анализе для измерения значимости заявления об обнаружении. Этот поиск идентифицирует GW150914 как реальное событие со значимостью более 5 сигм.
http://www.ligo.org/science/Publication-GW150914/index.php
Из моего чтения кажется, что значимость относится к:
Вероятность наблюдения такого сигнала при условии, что модель фонового шума правильно описывает все входные сигналы детекторов в момент поступления сигнала .
Я хотел бы убедиться, что приведенная выше интерпретация верна и отличается от вероятности GW150914:
Я спрашиваю, потому что я видел сообщения на этом сайте и в других местах (как в новостях, так и в блогах), которые, кажется, подразумевают другое. Я беспокоюсь, что могу неправильно понять некоторые термины, характерные для астрофизики.
Кроме того, кто-нибудь знает, какие расчеты использовались для преобразования частоты ложных срабатываний в число сигм? Эта деталь, похоже, не упоминалась в документах, поэтому я предполагаю, что это что-то тривиальное, что я упустил из-за отсутствия опыта в этой области.
Редактировать:
Позвольте мне пояснить (то, что я узнал, неверно) интерпретацию № 1 выше. Это правило Байеса:
где,
Просто чтобы быть на 100% ясным:
Последний член можно переписать как:
В ответах мы установили -level представляет собой простое преобразование p-значения, равное . Ясно, что должно иметь числовое значение, отличное от p-значения, за исключением некоторых очень специфических обстоятельств, т. е. когда . Значение p рассчитывается в предположении, что верно, и из уравнений 1/2/3 мы видим, что явно зависит от обоих и вероятность наблюдения такого сигнала, если неверно: .
Если наша гипотеза верна, я думаю, мы все согласны с тем, что единственный способ получить сигнал, подобный GW150914, — это случайное совпадение шумовых паттернов между двумя детекторами LIGO. Поэтому при написании мы часто используем сокращения, такие как:
Есть много сокращенных способов сказать одно и то же, что сбивает с толку. Дело в том, что p-значение не является вероятностью того, что GW150914 была вызвана (возникла из-за) случайностью (фоновым шумом; случайным совпадением). Это также не вероятность того, что GW150914 «ненастоящая» или «насколько маловероятно», что GW150914 возникла случайно.
В этом случае p-значение, по-видимому, . Кроме того, по-видимому, единственным другим правдоподобным объяснением является слияние BH-BH. В более раннем вопросе мы оценили априорную вероятность этого как . Если мы предположим, что это единственное другое возможное объяснение, то это должна быть вероятность того, что H ложно независимо от наблюдения GW150914: .
Во-первых, давайте использовать нижнюю границу: . Из уравнения 3 тогда . Кроме того, GW150914, по-видимому, точно совпал с предсказанием. Следовательно, вероятность увидеть такой сигнал при условии, что H ложно, равна . Подставляя эти значения, мы получаем:
Делая то же самое для верхней границы, я получаю . Теперь мы можем сказать, что «вероятность GW150914 произошла из-за случайных диапазонов от », что сильно отличается от p-значения. Есть ли ошибки в этом рассуждении?
Я вижу, куда вы клоните со своим вопросом. Позвольте мне кормить пламя.
Приведенное значение сигмы эквивалентно вероятности ложной тревоги. Это говорит вам о том, насколько маловероятно, что ваш эксперимент, учитывая ваше понимание (теоретическое и эмпирическое) шумовых характеристик, произвел сигнал, похожий на GW от сливающейся ЧД.
Лично я предпочитаю утверждение в тексте, который вы цитируете. Такое событие можно было наблюдать (в обоих детекторах) примерно раз в 200 000 лет. Учитывая, что наблюдения были в течение 16 дней, это означает, что ожидание будет такие события в данных. то есть один шанс на 4,6 миллиона.
Команда LIGO только что преобразовала это число в числа сигма-значения, используя интеграл под одним хвостом нормального распределения. Используя один из доступных калькуляторов, например http://www.danielsoper.com/statcalc3/calc.aspx?id=20 , мы видим, что 5.0-5.1 (известный как z-показатели) соответствует p-значениям к , заключая в скобки значение, найденное выше.
Однако это не уровень уверенности в том, что это гравитационная волна или сливающаяся черная дыра. Всегда существует вероятность того, что вкрался какой-то непредвиденный источник ошибки, который имитирует сигнал GW (но учтите, что он должен воздействовать на оба детектора) или что какой-то другой астрофизический источник может генерировать сигнал. Насколько мне известно, кроме обычных теорий заговора (зевает), никто не придумал правдоподобной альтернативы ГВ от сливающейся ЧД.
Nsigma=qnorm(exp(-r*t))
, где r = «частота ложных срабатываний» и t = «прошедшее время». В этом случае я получаю Nsigma=5,05.Во всех проверках частотных гипотез обнаруживается так называемая -значение: вероятность получения таких "экстремальных" наблюдений (т.е. такой экстремальной тестовой статистики) при истинности нулевой гипотезы.
Нулевая гипотеза отвергается тогда и только тогда, когда -значение меньше предварительно заданного критического значения или уровня достоверности. В противном случае null не принимается и не подтверждается — он просто не отклоняется.
В этом случае нулевая гипотеза состоит в том, что
модель фонового шума правильно описывает все входные данные детекторов
и он был отклонен с высокой степенью достоверности.
The -значения обычно преобразуются в односторонние гауссовские значения, т. е. в такое количество стандартных отклонений, при котором одинаковая вероятность находится в хвосте гауссовского распределения,
В своем комментарии вы ссылаетесь на теорему Байеса и расчет вероятности или правдоподобия нулевой гипотезы. Однако проверка гипотезы LIGO является строго частотной. Учитывается только вероятность данных и псевдоданных. Поскольку в этом случае данные кажутся такими надежными, не должно быть никаких качественных различий в выводах байесовского или частотного методов.
Вы правы, конечно, что
Вы можете найти arXiv:1609.01668 интересным, так как в нем обсуждаются различия между байесовским и частотным анализом сигналов LIGO. Примечательно, что даже малые значения могут соответствовать колоссальным байесовским факторам. событие имело байесовский фактор , что является самым большим числом, которое я видел в этом контексте.
Since the data is so strong in this case, there shouldn't be any qualitative differences in the conclusions of Bayesian or frequentist methods.
Смотрите мой предыдущий вопрос . Похоже, что предпочтительное объяснение также было несколько маловероятным, поэтому p-значение завышает доказательства по сравнению с фоновым объяснением.Это p-значение, записанное в виде z-показателя.
Любое вычисление шанса основано на модели, иногда это даже закреплено в названии нулевой гипотезы. Нулевая гипотеза для первого прямого наблюдения гравитационной волны может заключаться в том, что гравитационные волны не существуют, но ваши детекторы могут реагировать на шум.
Теперь вычисление не так просто, как шанс получить какой-либо конкретный набор данных. Фактически вы упорядочиваете данные, разделяя их на те, которые выглядят как предсказанные волновые данные, и на те, которые таковыми не являются. А затем внутри тех, которые выглядят как предсказанные волновые данные, вы упорядочиваете их по силе.
И тогда вы обнаружите вероятность того, что он отреагирует на такой сильный сигнал... или более сильный (и именно об этом или более сильной части и идет речь в последних двух абзацах). И это ваше p-значение. На самом деле речь идет об ошибке, когда вы говорите, что видели сигнал, когда на самом деле эти данные иногда появляются случайно ... учитывая нулевую гипотезу.
Наконец, вы берете вероятность, вычисленную сверху, и находите отсечение по z-показателю, хвостом которого является эта вероятность. И затем вы сообщаете, что z-оценка в «единицах»
Дело в том, что такой стандарт может снизить частоту того, как мы сообщаем друг другу об открытиях, которые на самом деле были просто шумом. А у физиков довольно высокий стандарт (по сравнению с p-значениями 0,05 или 0,01).
Может кто-нибудь дать точный расчет вероятности получения ложной тревоги лет до ?
Интуитивно вы смотрите на теорию, чтобы идентифицировать вещи, называемые сигналами. А затем посмотреть на детекторы, чтобы узнать, как часто детекторы дают результаты, которые выглядят как эти сигналы только из-за шума. Таким образом, необходимо знать, как выглядят сигналы и как детекторы реагируют на шум. И то, и другое вам следует знать, если вы разрабатываете детектор. Ни один из них не будет простым расчетом. Теория требовала множества очень долгих и нудных вычислений, часов машинного времени. Шум также трудно вычислить, поскольку они используют так много вещей, чтобы уменьшить шум. Они буквально скорректировали работу рычагов, чтобы отрегулировать шум, чтобы в некоторых областях было меньше шума, чем энергия нулевой точки, производимая естественным образом.
Но у вас есть набор сигналов и модель реакции детектора на шум. Скорость (во времени), с которой детектор генерирует (из шума) результаты, похожие на сигналы, будет зависеть от длины различных сигналов. Короткий сигнал может появляться много раз за период в 200 000 лет. Более длинный сигнал имеет меньшее количество раз.
Это не простой расчет, когда у вас много разных сигналов, разной длины и разной формы. Вы не можете просто посмотреть на это на столе. Вы можете найти p-значение для z-показателя в таблице. Но преобразование в скорость во времени будет зависеть от того, как часто машина переводится в режим сбора данных и сколько времени требуется для сбора возможных сигналов, когда машина включена.
Он разработан, чтобы не было слишком много отчетов о вещах, которые являются просто шумом.
Тимей
1. arose due to chance
?Разъяренный
Разъяренный
innisfree
Разъяренный
the probability GW150914: p(GW150914 arose due to chance|data)
, то есть вероятность вероятности. Кроме того, спасибо, что оба ответа касаются моей первой проблемы. Может кто-нибудь дать точный расчет вероятности получения ложной тревогиinnisfree
ПрофРоб
ПрофРоб
Разъяренный
Разъяренный