3.3 Gravitationslinsning: en naturlig följd av styrning genom tensorpotential

Hem ／ Kapitel 3: Det makroskopiska universum

Terminologi
I detta avsnitt förklaras den ”extra dragkraft” som krävs för linsning med två effekter från generaliserade instabila partiklar (GUP). Under deras korta livstid summeras många små drag och medelvärdesbildas till en långlivad bakgrund som vi kallar statistisk tensorgravitation (STG). När partiklarna sönderfaller eller anihilerar injicerar de bredbandsenergi i mediet, vilket yttrar sig som tensorbaserat lokalt brus (TBN). Nedan använder vi samlingsnamnet instabila partiklar och, efter första förekomsten, endast de svenska fullnamnen statistisk tensorgravitation och tensorbaserat lokalt brus i brödtexten.

I. Fenomen och utmaningar

Ljus från avlägsna källor böjs när det passerar en förgrundsgalax eller galaxhop, vilket ger upphov till bågar, ringar och flerbildsformationer. I större skala sträcks tusentals bakgrundsgalaxer svagt i samma riktning och bildar skjuvmönster typiska för svag linsning.

• Tiden ”förlängs” också: Olika ljusvägar från samma källa anländer med skillnader på dagar till veckor. Dessa tidsfördröjningar kan mätas robust och är i stort sett oberoende av våglängd.
• Besvärliga detaljer: Flödesförhållanden avviker ofta från förväntan, sadelbilder dämpas eller försvinner lättare, den centrala bilden undertrycks eller saknas, och linsmassa avviker från dynamisk massa på ett miljöberoende sätt. Detta antyder att linsning inte bara svarar på synlig materia utan också på strukturen i själva mellanmediet.

II. Fysikaliska mekanismer

1. Landskapsperspektiv: styrning genom tensorpotential
   Föreställ dig universum som ett ”energihav” som kan sträckas eller slappas. Strukturer i förgrunden drar ytan inåt och skulpterar ett landskap av tensorpotential med sänkor och sluttningar. Ljus beter sig som en riktad vågpaketstråle som söker ”minimera optisk tid” (Fermats princip). På detta landskap vrids vågfronten mot sänkan, banan styrs om och vi ser avböjning, förstoring och flerbildsdelning. I vakuum och i gränsen för geometrisk optik är omstyrningen i praktiken akromatisk; frekvensberoende blir tydligt främst vid passage genom plasma eller i vågoptikens regim (diffraktion/interferens).
2. En jämn ”extrasluttning”: statistisk tensorgravitation
   Utöver den inre sluttning som synlig materia formar tillkommer en varaktig extrasluttning genom att många svaga drag från instabila partiklar medelvärdesbildas över tid och längs siktlinjen:
   • Tillräcklig bärkraft: Tillsammans med bassluttningen förstärks fokuseringen; bågar blir längre och ringar mer kompletta.
   • Miljökopplad: Områden med frekventa sammanslagningar, aktiva jetstrålar eller stark kosmisk skjuvning bygger upp en ”tjockare” extrasluttning och starkare linsning; lugnare miljöer ger svagare effekt.
   • Siktlinjeintegral: Linsning ”läser” det integrerade landskapet längs hela ljusvägen. Därför överskrider linsmassa ofta den dynamiska massan från lokala rörelser, särskilt i riktningar rika på storskalig struktur.
3. Fina ”mörka krusningar”: tensorbaserat lokalt brus
   När instabila partiklar sönderfaller/anihilerar injicerar de bredbandiga vågpaket med låg koherens i mediet. I mängd bildar detta en diffus, finkornig textur som stör ljusbanan som mörka krusningar:
   • Lätta knuffar på banan: Sadelbilder är mest känsliga och slocknar, förvrids eller försvinner därför lättare.
   • Omfördelning av flöde: Ljusstyrkeförhållanden skrivs om men förblir nästan bandoberoende, i linje med multibandsobservationer.
   • Substrukturspegelbild: Den fina texturen utgör inte en extra samling små kroppar, men lämnar spår i bildplanet som liknar ”för mycket eller för lite” klumpighet och förklarar naturligt motstridiga substrukturräkningar.
4. Tidsbokföring: geometri + potential
   Skillnaden i ankomsttid mellan bilder består av två delar: en längre fysisk väg (geometrisk term) och långsammare färd över en höjd optisk tid på sluttningen (potentialterm). Båda är i stort sett frekvensoberoende, därför blir tidsfördröjningen nästan akromatisk. Om landskapet utvecklas långsamt under observationskampanjen — hopar blir tyngre, håligheter återhämtar sig — kan mycket små, akromatiska drifter i bildpositioner eller fördröjningar ackumuleras.
5. En karta, tre avläsningar: linsning—rotation—polarisation
   Linsning fångar tvådimensionell omstyrning av banor. Rotationskurvor visar tredimensionell åtstramning av banor. Polarisation och gastextur ritar ut ryggar och korridorer på sluttningen. Dessa tre indikatorer bör samlokaliseras och samorienteras: där sluttningen är djupare och banden tydligare ska alla peka åt samma håll.

III. Testbara förutsägelser och korskontroller (för observation och modellpassning)

• P1 | Akromatisitet: Efter korrigering för plasmadispersion ska avböjning och tidsfördröjning vid stark och svag linsning ha samma riktning och storlek över flera band. Om en tydlig färgseparation uppstår tillskrivs den först medium- eller vågoptiska effekter, inte själva landskapet.
• P2 | Bias mot sadelbilder: Anomalier i flödesförhållanden bör framträda främst i sadelbilder och korrelera positivt med styrkan i den fina texturen, med indikatorer som diffus radioemission, sammanslagningsaxlar och stötfronter.
• P3 | Samband linsmassa—miljö: Överskottet av linsmassa över dynamisk massa bör följa storskaliga κ/φ-fält och kosmisk skjuvning längs siktlinjen — en integralsignatur av statistisk tensorgravitation.
• P4 | Mikrodrift över flera epoker: System med kraftiga sammanslagningar eller starka jetstrålar kan uppvisa ytterst små drifter i bildpositioner/fördröjningar över år till decennier, förenliga med långsam landskapsutveckling; trenden bör följa långsamma förändringar i diffus radioemission.
• P5 | Kontroll på en och samma karta: Placera i samma synfält bågar/bilder, κ-konturer, residualer från rotationskurvor, diffus radioemission och polarisationens huvudaxlar på en karta; de ska vara samlokaliserade och samorienterade. Om inte, kontrollera först förgrundssubtraktion och astrometrisk registrering.
• P6 | Parameterekonomisk inpassning: Använd en trelagers modell — inre sluttning från synlig materia + statistisk tensorgravitation (extrasluttning) + tensorbaserat lokalt brus (fin textur) — med få gemensamma parametrar för att samtidigt passa bildpositioner, former, förstoringar och fördröjningar; korsverifiera med dynamik och radioemission.

IV. Jämförelse med standardförklaringen

1. Gemensamma drag
   Båda beskrivningarna förklarar bågar, ringar, flerbilder och tidsfördröjningar och förutser i regel nästan akromatiskt beteende när gravitation dominerar.
2. Skillnader (denna bilds styrkor)
   • Färre parametrar: Ingen ”skräddarsydd lista över osynliga klumpar” per system behövs; extrasluttning och fin textur uppstår ur en och samma statistiska process.
   • Många observabler på en karta: Linsning, rotation, polarisation och hastighetsfält begränsar tillsammans samma landskap av tensorpotential.
   • Detaljer faller ut naturligt: Avvikelser i flödesförhållanden, sadelbilders sårbarhet och det miljöberoende glappet mellan linsmassa och dynamisk massa följer direkt av känsligheten för ”sluttning + textur”.
3. Inkluderande ram
   Bekräftas i framtiden en ny mikroskopisk komponent kan den bidra som mikroskopisk källa till extrasluttningen. Även utan ny materia räcker kombinationen av statistisk tensorgravitation och tensorbaserat lokalt brus för att förena linsningens huvudfenomen.

V. Liknelse

”Dal + mörka krusningar på vattenytan”.
Dalen och sluttningarna motsvarar landskapet av tensorpotential som leder resenären (ljuset) längs vägen med minst motstånd. De osynliga krusningarna på vattenytan är tensorbaserat lokalt brus: de får bilden att darra svagt och fördelar om ljusstyrkan. I makroskala anger dalen riktningen; i mikroskala finjusterar krusningarna detaljerna.

VI. Slutsatser

• Statistisk tensorgravitation skapar en jämn ”extrasluttning” som samlar ljus effektivare och förklarar bågar, ringar, flerbilder och den övergripande förstoringen.
• Den geometriska termen tillsammans med potentialtermen ger upphov till nästan akromatiska tidsfördröjningar.
• Tensorbaserat lokalt brus flyttar bildpositioner subtilt och fördelar om flödet, vilket förklarar avvikelser i flödesförhållanden, sadelbilders sårbarhet och intrycket av ”för mycket eller för lite” substruktur.
• Linsmassa tenderar att uppskattas högre eftersom linsning integrerar landskapet längs hela vägen, medan dynamik främst ”läser” den lokala omgivningen.

Ser vi linsning som en medieeffekt bestående av sluttning (statistisk tensorgravitation) och fin textur (tensorbaserat lokalt brus) kan bågar/ringar/tid/ljusstyrka/miljöberoende samt den rumsliga överensstämmelsen med rotationskurvor och polarisation samlas på samma karta över tensorpotentialen. Med färre antaganden och fler gemensamma kartmässiga begränsningar erbjuder denna bild en enhetlig och prövbar förklaring.