3.3 Gravitationel linseeffekt: en naturlig følge af styring via tensorpotentiale

Hjem ／ Kapitel 3: Det makroskopiske univers

Terminologi
I dette afsnit forklares den “ekstra trækkraft”, som linseeffekten kræver, med to virkninger af generaliserede ustabile partikler (GUP). Under deres korte levetid summeres mange små træk og middelværdidannes til en langvarig baggrund, som vi kalder statistisk tensorgravitation (STG). Når disse partikler henfalder eller annihilerer, injicerer de bredbåndsenergi i mediet, der viser sig som tensorbaseret lokal støj (TBN). Fremover bruges fællesbetegnelsen ustabile partikler, og efter første forekomst anvendes kun de danske fuldnavne statistisk tensorgravitation og tensorbaseret lokal støj i brødteksten.

I. Fænomener og udfordringer

Lys fra fjerne kilder bøjes, når det passerer forbi en forgrundsgalakse eller en galaksehob, hvilket skaber buer, ringe og flere billeder. I større skala strækkes tusinder af baggrundsgalakser svagt i samme retning og danner skæremønstre for svag linseeffekt.

• Tiden “forlænges” også: Forskellige lysveje fra samme kilde ankommer med forskelle på dage til uger. Disse tidsforsinkelser kan måles robust og er næsten uafhængige af bølgelængde.
• Besværlige detaljer: Fluxforhold afviger ofte fra forventningen, sadelbilleder dæmpes eller forsvinder lettere, det centrale billede undertrykkes eller mangler, og linsemasse afviger fra dynamisk masse på en miljøafhængig måde. Det peger på, at linseeffekten ikke kun reagerer på synligt stof, men også på strukturen i selve mellemmediet.

II. Fysiske mekanismer

1. Landskabsperspektiv: styring via tensorpotentiale
   Forestil dig universet som et “energihav”, der kan strammes eller løsnes. Strukturer i forgrunden trækker overfladen indad og skulpterer et landskab af tensorpotentiale med bassiner og skråninger. Lys opfører sig som en rettet bølgepakke, der søger at “bruge mindre optisk tid” (Fermats princip). På dette landskab drejes bølgefronten mod bassinet, banen omdirigeres, og vi ser afbøjning, forstørrelse og dannelse af flere billeder. I vakuum og i grænsen for geometrisk optik er omdirigeringen praktisk talt akromatisk; tydelig frekvensafhængighed optræder især ved passage gennem plasma eller i bølgeoptikkens regime (diffraktion/interferens).
2. En jævn “ekstra skråning”: statistisk tensorgravitation
   Ud over den indre skråning, som synligt stof former, giver utallige svage træk fra ustabile partikler—middelværdidannet over tid og langs sigtelinjen—en vedvarende ekstra skråning:
   • Tilstrækkelig bæreevne: Sammen med basisskråningen styrkes fokuseringen; buer bliver længere, og ringe bliver mere komplette.
   • Miljøkoblet: Områder med hyppige sammensmeltninger, aktive jetstråler eller stærk kosmisk skær opbygger en “tykkere” ekstra skråning og stærkere linseeffekt; roligere miljøer giver en svagere effekt.
   • Sigtelinje-integral: Linseeffekten “læser” det integrerede landskab langs hele lysvejen. Derfor ligger linsemassen ofte over den dynamiske masse fra lokale bevægelser, især i retninger rige på storskala strukturer.
3. Fine “mørke krusninger”: tensorbaseret lokal støj
   Når ustabile partikler henfalder/annihilerer, injicerer de bredbåndede, lavkoherente bølgepakker i mediet. I antal danner de en diffus, finkornet tekstur, som forstyrrer lysbanen som mørke krusninger:
   • Lette skub til banen: Sadelbilleder er mest følsomme og dæmpes, forvrænges eller forsvinder derfor lettere.
   • Omfordeling af flux: Lysstyrkeforhold skrives om, men forbliver næsten bånduafhængige, i overensstemmelse med multibåndsobservationer.
   • Substruktur-spejlbillede: Den fine tekstur er ikke en ekstra samling små legemer, men efterlader spor i billedplanet, der ligner “for meget eller for lidt” klumpning og forklarer naturligt modstridende optællinger af substruktur.
4. Tidsregnskab: geometri + potentiale
   Forskellen i ankomsttid mellem billeder består af to led: en længere fysisk vej (geometriled) og langsommere passage over en forhøjet optisk tid på skråningen (potentialled). Begge er næsten frekvensuafhængige, derfor er tidsforsinkelsen nær akromatisk. Hvis landskabet udvikler sig langsomt under observationskampagnen—hobe bliver tungere, hulrum retableres—kan meget små, akromatiske drift i billedpositioner eller forsinkelser akkumulere.
5. Ét kort, tre aflæsninger: linseeffekt—rotation—polarisation
   Linseeffekten registrerer todimensionel omdirigering af baner. Rotationskurver viser tredimensionel opstramning af baner. Polarisation og gastekstur tegner højdedrag og korridorer på skråningen. Disse tre indikatorer bør være samlokaliserede og samorienterede: hvor skråningen er dybere og båndene tydeligere, skal de pege i samme retning.

III. Testbare forudsigelser og krydstjek (til observation og modeltilpasning)

• P1 | Akromatisme: Efter korrektion for plasmadispersion skal afbøjning og tidsforsinkelse ved stærk og svag linseeffekt have samme retning og størrelse på tværs af bånd. Opstår tydelig farveseparation, tilskrives den først medium- eller bølgeoptiske effekter, ikke selve landskabet.
• P2 | Skævhed mod sadelbilleder: Afvigelser i fluxforhold bør fremtræde især i sadelbilleder og korrelere positivt med styrken af den fine tekstur; indikatorer kan være diffus radioemission, sammensmeltningers akser og chokfronter.
• P3 | Sammenhæng mellem linsemasse og miljø: Overskuddet af linsemasse i forhold til dynamisk masse bør følge storskala κ/φ-felter og kosmisk skær langs sigtelinjen—integralsignaturen af statistisk tensorgravitation.
• P4 | Mikrodrift over flere epoker: Systemer med kraftige sammensmeltninger eller stærke jetstråler kan vise yderst små drift i billedpositioner/forsinkelser over år til årtier, i tråd med langsom landskabsudvikling; trenden bør følge langsomme ændringer i diffus radioemission.
• P5 | Kontrol på ét og samme kort: Placer i samme synsfelt buer/billeder, κ-konturer, residualer fra rotationskurver, diffus radioemission og polarisations hovedakser på ét kort; de bør være samlokaliserede og samorienterede. Hvis ikke, kontroller først forgrundssubtraktion og astrometrisk registrering.
• P6 | Parametereffektiv tilpasning: Brug en trelags model—indre skråning fra synligt stof + statistisk tensorgravitation (ekstra skråning) + tensorbaseret lokal støj (fin tekstur)—med få fælles parametre til samtidig at tilpasse billedpositioner, former, forstørrelser og forsinkelser; krydsverificér med dynamik og radioemission.

IV. Sammenligning med den gængse forklaring

1. Fælles træk
   Begge beskrivelser forklarer buer, ringe, flere billeder og tidsforsinkelser og forudsiger typisk næsten akromatisk adfærd, når gravitation dominerer.
2. Forskelle (styrker ved denne beskrivelse)
   • Færre parametre: Ingen “specialsyet liste over usynlige klumper” for hvert system; ekstra skråning og fin tekstur udspringer af én statistisk proces.
   • Mange observabler på ét kort: Linseeffekt, rotation, polarisation og hastighedsfelter begrænser i fællesskab det samme landskab af tensorpotentiale.
   • Detaljer falder naturligt på plads: Afvigende fluxforhold, sadelbilders sårbarhed og det miljøafhængige gab mellem linsemasse og dynamisk masse følger direkte af følsomheden for “skråning + tekstur”.
3. Inkluderende ramme
   Bekræftes en ny mikroskopisk komponent i fremtiden, kan den bidrage som mikroskopisk kilde til den ekstra skråning. Selv uden nyt stof rækker kombinationen af statistisk tensorgravitation og tensorbaseret lokal støj til at samle linseeffektens hovedfænomener i en fælles forklaring.

V. Billedlig sammenligning

“Dal + mørke krusninger på vandoverfladen”.
Dalen og skråningerne svarer til landskabet af tensorpotentiale, som leder vandreren (lyset) ad vejen med mindst modstand. De usynlige krusninger på vandet er tensorbaseret lokal støj: de får billedet til at dirre svagt og fordeler lysstyrken på ny. I makroskala angiver dalen retningen; i mikroskala finjusterer krusningerne detaljerne.

VI. Konklusioner

• Statistisk tensorgravitation skaber en jævn “ekstra skråning”, der samler lys mere effektivt og forklarer buer, ringe, flere billeder og den overordnede forstørrelse.
• Det geometriske led sammen med potentialleddet giver næsten akromatiske tidsforsinkelser.
• Tensorbaseret lokal støj flytter billedpositioner subtilt og omfordeler flux, hvilket forklarer afvigelser i fluxforhold, sadelbilders sårbarhed og indtrykket af “for meget eller for lidt” substruktur.
• Linsemasse tenderer til at blive vurderet højere, fordi linseeffekten integrerer landskabet langs hele ruten, mens dynamik primært “læser” det nære miljø.

Ser vi linseeffekten som en medieffekt bestående af skråning (statistisk tensorgravitation) og fin tekstur (tensorbaseret lokal støj), kan buer/ringe/tid/lys/miljøafhængighed samt den rumlige overensstemmelse med rotationskurver og polarisation samles på det samme kort over tensorpotentialet. Med færre antagelser og flere fælles kortmæssige begrænsninger tilbyder denne beskrivelse en samlet og efterprøvbar forklaring.