3.1 Rotační křivky galaxií: zpřesněné přizpůsobení bez temné hmoty

Domů ／ Kapitola 3: Makroskopický vesmír

Poznámka k terminologii
V této části vykládáme „dodatečné přitažení“ ve vnější části disku jako společný účinek Statistické tenzorové gravitace (STG) — časově průměrovaného a kumulovaného přitažení vznikajícího během konečné životnosti Zobecněných nestálých částic (GUP) — a Místního tenzorového šumu (TBN) — širokopásmových, nízko-koherentních vlnových balíků vstřikovaných do média při rozpadu nebo anihilaci. Dále používáme výhradně české úplné názvy.

I. Jev a klíčové otázky

1. „Plató“ ve vnějším disku: Za optickým diskem je viditelné hmoty málo, proto by rychlost měla s poloměrem klesat. Pozorování však ukazují rozsáhlá, vysoko položená plató.
2. Dvě nezvykle těsné závislosti:
   • Celková viditelná hmota a charakteristická rychlost ve vnějším disku leží téměř na jedné přímce s velmi malým rozptylem.
   • Na libovolném poloměru celkové dostředivé přitažení téměř jedna ku jedné odpovídá přitažení od viditelné hmoty, opět s malým rozptylem.
3. Pestré, a přesto soudržné: Tvary křivek se liší — jádro může být ostré či zploštělé, výšky a délky plató se mění, jemná „textura“ je různá — a zřetelně reagují na prostředí i dějiny událostí. Nicméně obě těsné závislosti přetrvávají, což ukazuje na společný podkladový mechanismus.
4. Limity tradičního přístupu: „Neviditelný přídavek“ sice umožní přizpůsobit jednotlivé objekty, často však vyžaduje objektově specifické ladění parametrů. Velmi malý rozptyl obou závislostí je také obtížné vysvětlit pouze „různými historiemi vzniku“.

Hlavní myšlenka: Dodatečné přitažení ve vnějším disku nemusí pocházet z nové hmoty; může vyvstat ze statistické odezvy kosmického média.

II. Jeden „tenzorový krajinný obraz“ se třemi příspěvky

1. Základní vnitřní sklon (Vedení viditelnou hmotou)
   Hvězdy a plyn táhnou „moře energie“ dovnitř a vytvářejí tenzorový sklon, který poskytuje základní dostředivé vedení. Sklon s poloměrem rychle slábne, a sám o sobě proto neudrží plató ve vnějším disku.
   Pozorovací opory: Poměr hmota–svítivost a míra koncentrace plošné hustoty plynu; vyšší koncentrace obvykle vede k „ostřejšímu“ vnitřnímu nárůstu.
2. Vyhlazený aditivní sklon (Statistická tenzorová gravitace)
   Zobecněné nestálé částice během své životnosti působí na tenzorové pole média drobnými přitaženími. Ta se v časoprostoru sčítají a průměrují, čímž vzniká hladká a dlouhodobá odchylka potenciálu.
   Klíčové vlastnosti:
   • Hladké rozdělení: Slábne pomalu s poloměrem a ve vnějším disku si zachovává sílu potřebnou k nesení plató.
   • Spoluzměna s aktivitou: Intenzita koreluje s mírou tvorby hvězd, slučováním/poruchami, recirkulací plynu a smykem od příčky či spirálních ramen.
   • Samosvorné „uzamčení“: Více přísunu a míchání → vyšší aktivita → silnější aditivní sklon → rychlostní měřítko ve vnějším disku se „zamkne“.
     Pozorovací opory: Plošná hustota rychlosti tvorby hvězd, síla příčky, zpětné proudy plynu a stopy sloučení korelující s výškou a délkou plató.
3. Textura s malou amplitudou (Místní tenzorový šum)
   Při rozpadu či anihilaci vstřikují Zobecněné nestálé částice do média širokopásmové, nízko-koherentní vlny. Jejich superpozice vytváří difuzní pozadí, které přidává jemné zvlnění a rozšiřuje rychlostní profily ve vnějším disku, aniž by měnilo „průměrnou plochost“.
   Pozorovací opory: Radiohaló/relikty, difuzní nízkokontrastní struktury a „zrnitá“ pole rychlostí, zesílené podél os sloučení či v zónách silného smyku.

Radiální intuice

• Vnitřní oblast (R ≲ 2–3 Rd): Dominuje vedení viditelnou hmotou; Statistická tenzorová gravitace jemně dolaďuje → určuje, zda je jádro „ostré“ či „zploštělé“.
• Přechodová oblast: Příspěvky jsou srovnatelné → křivka přechází ze strmého sklonu do plató; poloha se posouvá s aktivitou a historií.
• Vnější oblast (plató): Podíl Statistické tenzorové gravitace roste → vysoké a dlouhé plató s jemnou texturou.

Krátce: Vnější plató ≈ vedení viditelnou hmotou + Statistická tenzorová gravitace; drobné okrajové vlnky ≈ Místní tenzorový šum.

III. Proč jsou obě závislosti tak „těsné“

• Hmota–rychlost téměř na jedné přímce: Viditelná hmota zároveň zásobuje a promíchává médium, a tím určuje celkovou aktivitu Zobecněných nestálých částic. Tato aktivita stanovuje rychlostní měřítko plató. Proto se viditelná hmota a charakteristická vnější rychlost spolumění ze stejné příčiny s malým rozptylem.
• Shoda přitažení poloměr po poloměru: Celkové dostředivé přitažení = vedení viditelnou hmotou + vyhlazený aditivní sklon od Statistické tenzorové gravitace. Uvnitř převládá „viditelná“ složka, směrem ven roste podíl Statistické tenzorové gravitace. Plynulá předávka podél poloměru vede k téměř jedné-ku-jedné shodě.
  Rychlý test: Na fixním poloměru mapovat dynamické reziduum vůči smyku plynu/prachu a difuzní radiové intenzitě; očekává se shodná orientace.

Podstata: Dvě těsné závislosti jsou dvě projekce téhož tenzorového krajinného obrazu — jedna v rovině „hmota–rychlost“, druhá v „poloměr–přitažení“.

IV. Proč koexistují „ostrá“ i „zploštělá“ jádra

• Mechanismus zploštění: Dlouhotrvající aktivita — sloučení, hvězdné záblesky, silný smyk — „změkčuje“ lokální tenzorový krajinný obraz, zmenšuje vnitřní sklon a vytváří zploštělé jádro.
• Mechanismus zostření: Hluboká potenciálová studna, stabilní přísun a mírné poruchy napomáhají obnově či udržení ostrého jádra.

Závěr: „Ostré versus zploštělé“ představuje dvě mezní stavy téže tenzorové sítě v různých prostředích a dějinách.

V. Promítnutí více pozorování do jedné „tenzorové mapy“ (praktický návod)

1. Veličiny pro společné mapování:
   • Výška a radiální délka plató na rotační křivce
   • Směr protažení a vyosení středu izočar κ při slabém/silném gravitačním čočkování
   • Smykové pruhy a negaussovská „křídla“ v rychlostních polích plynu
   • Intenzita a orientace difuzních radiohal/reliktů
   • Orientace polarizace/čar magnetického pole (stopa dlouhodobého smyku)
2. Kritéria společného mapování:
   • Prostorová souosost: Uvedené veličiny jsou kolo­kalizované a souose podél os sloučení, os příčky či tečen spirálních ramen.
   • Časová konzistence: V aktivních fázích nejprve roste difuzní radiová emise (šum), a teprve poté — v měřítku desítek až stovek milionů let — plató zesílí a prodlouží se (přitažení). V klidných fázích oba jevy ustupují v opačném pořadí.
   • Pásmová nezávislost: Po korekci na disperzi média jsou směry plató i reziduí shodné napříč pásmy, protože je určuje tentýž tenzorový krajinný obraz.

VI. Ověřitelné předpovědi (od pozorování k procesu přizpůsobení)

1. P1 | Nejdřív šum, potom přitažení (časová posloupnost)
   Předpověď: Po záblesku či sloučení nejdříve vzroste difuzní radiová emise (Místní tenzorový šum) a — zhruba po 10⁷–10⁸ letech — se zvýší výška a poloměr plató (Statistická tenzorová gravitace).
   Pozorování: Spojené přizpůsobení napříč epochami a prstenci; kvantifikace zpoždění od šumu ke změně plató.
2. P2 | Závislost na prostředí (prostorový vzorec)
   Předpověď: Podél os se silným smykem nebo os sloučení jsou plató delší a vyšší a rychlostní pole působí „zrnitěji“.
   Pozorování: Srovnání sektorových křivek a difuzních profilů podél os příčky a os sloučení.
3. P3 | Křížová kontrola mezi modalitami (více map)
   Předpověď: Dlouhá osa κ, maxima rychlostního smyku, radiové pásy a hlavní osa polarizace jsou souose.
   Pozorování: Registrace čtyř map v jedné soustavě souřadnic a výpočet vektorové kosinové podobnosti.
4. P4 | Tvar spektra ve vnějším disku
   Předpověď: Výkonové spektrum rychlostních reziduí má mírný spád na nízkých až středních frekvencích, typický pro širokopásmový, nízko-koherentní Místní tenzorový šum.
   Pozorování: Porovnání poloh maxim a sklonů mezi spektry reziduí a difuzními radiospektry.
5. P5 | Proces přizpůsobení (úspornost parametrů)
   Kroky:
   • Z fotometrie a rozložení plynu stanovit priori pro vnitřní sklon daný vedením viditelnou hmotou.
   • Z metrik tvorby hvězd, indikátorů sloučení, síly příčky a míry smyku stanovit priori pro amplitudu/měřítko Statistické tenzorové gravitace.
   • Z difuzní radiové emise a úrovně textury stanovit priori pro rozšíření způsobené Místním tenzorovým šumem.
   • Přizpůsobit celou křivku malou, sdílenou sadou parametrů a křížově ověřit s mapami čočkování a rychlostních polí.
     Cíl: Jedna sada parametrů pro mnoho datových souborů — bez objektově specifického „doladění“.

VII. Každodenní analogie

Kolona vozidel s větrem v zádech:

• Motor představuje vedení viditelnou hmotou.
• Vítr v zádech je Statistická tenzorová gravitace, která s rostoucí vzdáleností pomalu slábne, ale drží rychlost.
• Drobné nerovnosti vozovky jsou Místní tenzorový šum, jenž dává křivce lehkou „zrnitost“.
• Ovládací panel: plyn (přísun), údržba silnice (smyk/aktivita) a udržení větru v zádech (amplituda aditivního sklonu).

VIII. Vztah k tradičnímu rámci

• Jiná vysvětlovací dráha: Tradičně se „dodatečné přitažení“ přisuzuje další neviditelné složce; zde je převádíme na statistickou odezvu média: vyhlazený aditivní sklon od Statistické tenzorové gravitace a malou amplitudovou texturu od Místního tenzorového šumu.
• Lepší úspornost parametrů: Tři příbuzné faktory — viditelný přísun, dlouhodobé míchání a přetrvávající tenzorová odchylka — řídí výsledek a omezují ladění po jednotlivých objektech.
• Jedna mapa, více projekcí: Rotační křivky, gravitační čočkování, plynová dynamika a polarizace jsou různé projekce téže tenzorové mapy.
• Začleňující, nikoli konfrontační přístup: I kdyby se později objevila nová složka, je to jen jedna z možných mikroskopických příčin; pro hlavní rysy rotačních křivek jsou statistické účinky média dostačující k jednotnému popisu.

IX. Závěry

Jeden a tentýž tenzorový krajinný obraz vysvětluje vnější plató, obě těsné závislosti, soužití ostrých a zploštělých jader i rozdíly v jemné textuře:

• Viditelná hmota formuje základní vnitřní sklon.
• Statistická tenzorová gravitace přidává hladký, trvalý a pomalu slábnoucí aditivní sklon, který nese rychlosti ve vnějším disku a „uzamyká“ rychlostní měřítko k viditelné hmotě společnou příčinou.
• Místní tenzorový šum dodává nízko-amplitudovou „zrnitost“, aniž by měnil celkové plató.

Shrnutě: Otázka se posouvá od „kolik neviditelné hmoty přidat“ k „jak se tentýž tenzorový krajinný obraz nepřetržitě přetváří“. V rámci tohoto sjednocujícího mechanismu média nejsou plató, těsné závislosti, morfologie jádra ani závislost na prostředí oddělené hádanky, ale různé podoby téže fyziky.