3.1 Galaxers rotationskurvor: anpassning utan mörk materia

Hem ／ Kapitel 3: Det makroskopiska universum

Terminologinot
I denna del tolkas den ”extra dragkraften” i den yttre skivan som en samverkan mellan statistisk tensorgravitation (STG) — tidsmedlade och ackumulerade smådrag som uppstår under generaliserade instabila partiklars (GUP) ändliga livslängd — och lokalt tensorbrus (TBN) — bredbandiga, lågkoherenta vågpaket som injiceras i mediet vid sönderfall eller annihilation. Nedan används endast de fullständiga svenska benämningarna.

I. Fenomen och centrala frågor

1. ”Platåer” i yttre skivan: Utanför den optiska skivan är den synliga materien gles, så rotationshastigheten borde intuitivt avta med radien. Observationer visar dock långsträckta platåer på hög nivå.
2. Två ovanligt strama samband:
   • Den totala synliga massan och en karakteristisk hastighet i yttre skivan ligger nästan på en och samma linje med mycket liten spridning.
   • Vid varje radie motsvarar den totala centripetala dragkraften nästan ett-till-ett dragkraften från synlig materia, åter med liten spridning.
3. Mångfald men sammanhang: Kurvformerna varierar — spetsig eller plan kärna, olika platåhöjder och längder, fin textur — och påverkas tydligt av miljö och händelsehistoria. Ändå består de två strama sambanden, vilket pekar på en gemensam underliggande mekanism.
4. Gränser för traditionell metod: En ”osynlig extra komponent” kan få enskilda objekt att passa, men kräver ofta objektspecifik parametertuning. Den mycket lilla spridningen i båda sambanden är också svår att förklara enbart med ”olika bildningshistorier”.

Huvudidé: Den extra dragkraften i yttre skivan behöver inte komma från mer materia; den kan uppstå ur det kosmiska mediets statistiska respons.

II. Ett ”tensorlandskap” med tre bidrag

1. Grundläggande inre lutning (Styrning av synlig materia)
   Stjärnor och gas drar energihavet inåt och formar en tensorlutning som ger den primära centripetala styrningen. Lutningen avtar snabbt med radien och kan inte ensam bära platån i yttre skivan.
   Observationsstöd: Massa-ljus-kvot och hur koncentrerad gasens yttäthet är; högre koncentration ger oftare en mer ”spetsig” inre uppgång.
2. Utjämnad tillskottslutning (Statistisk tensorgravitation)
   Under sin livstid utövar generaliserade instabila partiklar svaga drag på mediets tensorfält. Dessa drag summeras och medelvärdesbildas i rum och tid, vilket skapar en jämn och långlivad potentialförskjutning.
   Nyckelegenskaper:
   • Jämn fördelning: Avtar långsamt med radien och är fortfarande tillräckligt stark i yttre skivan för att bära platån.
   • Samsvängning med aktivitet: Styrkan korrelerar med stjärnbildningstakt, sammanslagningar/störningar, gasens recirkulation och skjuv från stav eller spiralarmar.
   • Självlåsning: Mer tillförsel och omrörning → högre aktivitet → starkare tillskottslutning → hastighetsskalan i yttre skivan ”låses”.
     Observationsstöd: Yttäthet av stjärnbildningstakt, stavstyrka, gasåterflöden och sammanslagningsspår korrelerar med platåns höjd och längd.
3. Lågamplitudtextur (Lokalt tensorbrus)
   När generaliserade instabila partiklar sönderfaller eller annihilerar injiceras bredbandiga, lågkoherenta vågor i mediet. Deras superposition bildar en diffus bakgrund som lägger till små krusningar och breddar hastighetsprofiler i yttre skivan utan att ändra den ”genomsnittliga plattheten”.
   Observationsstöd: Radiohalon/rester, diffusa lågkontraststrukturer och ett ”kornigt” hastighetsfält, förstärkta längs sammanslagningsaxlar eller områden med starkt skjuv.

Radiell intuition

• Inre zon (R ≲ 2–3 Rd): Styrning av synlig materia dominerar; statistisk tensorgravitation finjusterar → avgör om kärnan är ”spetsig” eller ”plan”.
• Övergångszon: Bidragen är jämförbara → kurvan går från brant till platå; läget skiftar med aktivitet och historia.
• Yttre zon (platå): Andelen från statistisk tensorgravitation ökar → en hög och lång platå med svag textur.

Kort slutsats: Platån i yttre skivan ≈ styrning av synlig materia + statistisk tensorgravitation; små randkrusningar ≈ lokalt tensorbrus.

III. Varför de två sambanden är så ”strama”

• Massa–hastighet nästan på en linje: Synlig materia både matar och rör om mediet och bestämmer därmed den totala aktiviteten hos generaliserade instabila partiklar. Denna aktivitet sätter platåns hastighetsskala. Därför kovarierar synlig massa och karakteristisk yttre hastighet av samma skäl, med liten spridning.
• Kraftmatch radie för radie: Total centripetal dragkraft = styrning av synlig materia + den utjämnade tillskottslutningen från statistisk tensorgravitation. I det inre dominerar den ”synliga” komponenten, längre ut växer andelen statistisk tensorgravitation. Den mjuka stafettväxlingen längs radien ger en nästan ett-till-ett-överensstämmelse.
  Snabbt test: Kartlägg dynamiska residualer vid fast radie mot gas-/damm-skjuv och diffus radiointensitet; förvänta samriktade korrelationer.

Kärnan: De två strama sambanden är två projektioner av samma tensorlandskap — ett i ”massa–hastighet”, ett i ”radie–dragkraft”.

IV. Varför ”spetsiga” och ”plana” kärnor samexisterar

• Utplaningsmekanism: Långvarig aktivitet — sammanslagningar, stjärnbildningsutbrott, starkt skjuv — ”mjukar upp” det lokala tensorlandskapet, minskar den inre lutningen och skapar en plan kärna.
• Skärpningsmekanism: Ett djupt potentialbrunn, jämn tillförsel och måttliga störningar hjälper till att återskapa eller bevara en spetsig kärna.

Slutsats: ”Spetsig kontra plan” är två ytterlägen i samma tensornät under olika miljöer och händelseförlopp.

V. Lägga flera observationer på samma ”tensorkarta” (operativ vägledning)

1. Storheter att samkarta:
   • Platåns höjd och radiela längd i rotationskurvan
   • Sträckningsriktning och centrumförskjutning hos κ-konturer vid svag/stark gravitationslinsning
   • Skjuvband och icke-gaussiska ”vingar” i gashastighetsfält
   • Intensitet och orientering hos diffusa radiohalon/rester
   • Polarisationens/magnetfältslinjernas orientering (spår av långvarigt skjuv)
2. Kriterier för samkartning:
   • Rumslig inriktning: Storheterna ovan är samlokaliserade och samriktade längs sammanslagningsaxlar, stavaxlar eller tangenter till spiralarmar.
   • Tidsmässig konsistens: I aktiva faser ökar först diffus radioemission (brus), därefter — över tidsrymder på tiotals till hundratals miljoner år — blir platån högre och längre (dragkraft). I lugna faser avtar båda i omvänd ordning.
   • Bandoberoende: Efter korrigering för mediedispersion är riktningarna hos platåer och residualer överens mellan band, eftersom samma tensorlandskap bestämmer dem.

VI. Testbara förutsägelser (från observation till anpassningsflöde)

1. P1 | Först brus, sedan dragkraft (tidsföljd)
   Förutsägelse: Efter ett utbrott eller en sammanslagning ökar först diffus radioemission (lokalt tensorbrus), och — efter cirka 10⁷–10⁸ år — ökar platåns höjd och radie (statistisk tensorgravitation).
   Observation: Gemensamma anpassningar över flera epoker och ringar; kvantifiera fördröjningen från brus till platåförändring.
2. P2 | Miljöberoende (rumsligt mönster)
   Förutsägelse: Längs axlar med starkt skjuv eller längs sammanslagningsaxlar är platåerna längre och högre, och hastighetsfältet ser mer ”kornigt” ut.
   Observation: Jämför sektorkurvor och diffusa profiler längs stav- och sammanslagningsaxlar.
3. P3 | Korskontroll mellan modaliteter (flera kartor)
   Förutsägelse: κ:s långaxel, toppar i hastighetsskjuv, radioband och polarisationens huvudaxel är samriktade.
   Observation: Registrera fyra kartor i samma koordinatsystem och beräkna vektoriell cosinuslikhet.
4. P4 | Spektrumform i yttre skivan
   Förutsägelse: Effekt­spektrumet hos hastighetsresidualer har en mild lutning vid låga–medelhöga frekvenser, typiskt för bredbandigt och lågkoherent lokalt tensorbrus.
   Observation: Jämför toppositioner och lutningar mellan residual- och diffusa radiospektrum.
5. P5 | Anpassningsflöde (parameterekonomi)
   Steg:
   • Använd fotometri och gasfördelning för priorer på den inre lutningen från styrning av synlig materia.
   • Använd mått på stjärnbildningstakt, sammanslagningsindikatorer, stavstyrka och skjuv för priorer på amplitud/skala hos statistisk tensorgravitation.
   • Använd diffus radioemission och texturnivå för priorer på breddning från lokalt tensorbrus.
   • Anpassa hela kurvan med en liten, gemensam parameteruppsättning och korsverifiera mot lins- och hastighetsfältskartor.
     Mål: En parameteruppsättning för många datamängder — undvik objektspecifik fintrimning.

VII. En vardagsliknelse

En fordonskolonn i medvind:

• Motorn är styrningen från den synliga materien.
• Medvinden är statistisk tensorgravitation, som avtar långsamt med avstånd men håller farten uppe.
• Vägens små ojämnheter är lokalt tensorbrus, som ger kurvan en lätt ”kornighet”.
• Kontrollpanel: gaspådrag (tillförsel), vägunderhåll (skjuv/aktivitet) och att behålla medvinden (tillskottslutningens amplitud).

VIII. Förhållande till det traditionella ramverket

• En annan förklaringsväg: Traditionellt tillskrivs ”extra dragkraft” en ytterligare, osynlig komponent; här reduceras den till mediets statistiska respons: en utjämnad tillskottslutning från statistisk tensorgravitation och en lågamplitudtextur från lokalt tensorbrus.
• Bättre parameterekonomi: Tre besläktade faktorer — synlig tillförsel, långvarig omrörning och en ihållande tensorisk bias — styr utfallet och minskar behovet av objektspecifik tuning.
• En karta, flera projektioner: Rotationskurvor, gravitationslinsning, gasdynamik och polarisation är olika projektioner av samma tensorkarta.
• Inkluderande snarare än konfrontativt: Även om en ny komponent upptäcks senare är den bara en möjlig mikroskopisk källa; för rotationskurvornas huvuddrag räcker mediets statistiska effekter för en enhetlig anpassning.

IX. Slutsatser

Ett och samma tensorlandskap förklarar platån i yttre skivan, de två strama sambanden, samexistensen av spetsiga och plana kärnor samt variationer i fin textur:

• Synlig materia formar den grundläggande inre lutningen.
• Statistisk tensorgravitation lägger ovanpå en jämn, robust och långsamt avtagande tillskottslutning som bär hastigheterna i yttre skivan och ”låser” hastighetsskalan till den synliga massan genom en gemensam orsak.
• Lokalt tensorbrus tillför lågamplitudig ”kornighet” utan att ändra den övergripande platån.

Sammanfattningsvis: Frågan förskjuts från ”hur mycket osynlig materia behöver läggas till” till ”hur samma tensorlandskap formas kontinuerligt”. Inom denna enhetliga mediamekanism är platå, strama samband, kärnmorfologi och miljöberoende inte separata gåtor, utan olika uttryck för samma fysik.