3.4 Kosmická studená skvrna: otisk evolučního posunu k červené po dráze

Domů ／ Kapitola 3: Makroskopický vesmír (V5.05)

I. Jev a otázka

• Neobvykle „chladnější“ oblast na obloze:
  Mapy celé oblohy Kosmického mikrovlnného pozadí (CMB) ukazují rozsáhlou oblast s o něco nižší teplotou než okolí. Tvar je stabilní a měřítko výrazné. Nepůsobí to jako drobné náhodné vlnění, proto pouhá „náhoda“ přesvědčuje jen málo.
• Chladnější už u zdroje, nebo změněná cestou?
  Po odstranění příspěvků popředí zůstává pokles teploty prakticky nezávislý na pozorovací frekvenci. To naznačuje, že nejde o místní emisi či absorpci. Ve hře tedy zůstávají dvě možnosti: signál byl ve raném vesmíru „zrozen“ chladnější, nebo se změnil podél zorné linie.
• Vztah k velkorozměrové struktuře:
  Více nezávislých pozorování naznačuje v daném směru velmi rozlehlý „řídký“ prostor podél zorné linie. Pokud na dráze skutečně leží velký objem s nízkou hustotou a nízkou tenzitou pole, je přirozené uvažovat o efektu „podél dráhy“. Abychom však vysvětlili „o kolik, proč a do jaké míry je chladněji“, potřebujeme jasný fyzikální řetězec.

II. Vysvětlení fyzikálního mechanismu

1. „Doladění po cestě“, nikoli chladnější zdroj:
   V Teorii energetických filamentů (EFT) je světlo svazkem poruchových vln, které se šíří „mořem energie“. Od raného vesmíru až k nám kříží četné struktury. Pokud se mapa tenzity podél dráhy během průchodu fotonu nemění, posuny frekvence při vstupu a výstupu se navzájem vyruší a čistý efekt chybí. Jestliže se však oblast vyvíjí po dobu, kdy se v ní foton zdržuje, vzniká asymetrie vstup–výstup a zůstává čistý, bezdisperzní posun frekvence: evoluční posun k červené po dráze.
2. Tříkrokový kauzální řetězec:

• Vstup do velkého objemu s nízkou tenzitou: efektivní šíření se zpomalí, fázový takt fotonu se prodlouží a teplota se nepatrně posune dolů.
• Pobyt, zatímco se oblast „vrací“: objem s nízkou tenzitou není statický; v kosmickém vývoji postupně mělkne.
• Výstup s nedostatečnou „kompenzací“: na hranici je prostředí jiné než při vstupu; to, co se při výstupu „vrátí“, je menší než to, co se při vstupu „odebralo“, takže zůstává čisté ochlazení.
  Teprve splnění všech tří kroků dává stabilní evoluční posun; chybí-li krok druhý (oblast se nevyvíjí), efekt studené skvrny se neprojeví.

3. Proč musí být objem „velký a měkce se měnící“:
   Čistý posun závisí na době, po kterou se foton v oblasti zdržuje, a na velikosti i směru změn v tomto intervalu. Příliš malý objem nebo příliš slabý vývoj efekt nenakumuluje; příliš velký objem nebo příliš prudké změny vyvolají na hranách složité kompenzace. Výraznost studené skvrny ukazuje na kombinaci „dostatečně velký, mírně se měnící“.
4. Nejde o ztmavení čočkou ani o „ochlazení“ rozptylem:
   Gravitační čočka mění především dráhy a časy příchodu, přičemž zachovává plošný jas. Rozptyl či absorpce by zanechaly barevnou závislost a morfologické deformace. Zdejším „otiskem“ je bezdisperzní pokles teploty, který ukazuje na časově se vyvíjející reliéf tenzity, nikoli na zakrytí hmotou či chromatickou filtraci prostředím.
5. Rozdělení rolí s dalšími strukturálními efekty:
   V mimořádně rozlehlém řídkém objemu slábne statistická gravitační zaujatost způsobená nestabilními částicemi, čímž se ustanovuje pozadí s nízkou tenzitou. Nepravidelné poruchy z anihilace částic mohou na hranách vyřezat jemnou texturu a hrany lehce uhladit. Jde však o „okrajové ozdoby“, nikoli o hlavní příčinu. Hnací silou zůstává vývoj oblasti během průchodu fotonu.
6. Proč různé dráhy dávají různé odpovědi:
   Fotonům ze stejné epochy, které se vyvíjejícímu se řídkému objemu vyhnou, se evoluční posun téměř neprojeví; ty, které jím projdou, získají čisté ochlazení. Totéž pozadí tedy vykazuje teplotní rozdíly podle směru a „studená skvrna“ přesně značí trasu, jež kříží měnící se oblast.

III. Názorná analogie

Eskalátor s proměnlivou rychlostí: když rychlost zůstává stálá, čas příchodu závisí jen na startu a cíli. Zpomalí-li eskalátor v polovině, „ztracený“ čas už na konci nedoženete a dorazíte později. Se studenou skvrnou je to podobné: žádná „stanice“ není vrozeně chladnější, ale „změna rychlosti po cestě“ prodlouží fázový takt.

IV. Srovnání s konvenční teorií

• Společný základ — jde o efekt po dráze:
  Standardní kosmologie jej přisuzuje změnám teploty způsobeným časovým vývojem gravitačních potenciálů podél trasy. Zde jej popisujeme jako přeskupení tenzitního krajinného reliéfu během průchodu — opět bezdisperzní dráhový člen, nikoli chladnější zdroj.
• Rozdíly — jazyk a důrazy:
  Klasický výklad staví na geometrii a počtech s potenciálem; tento výklad zdůrazňuje dynamiku prostředí a tenzity: jak asymetrie vstup–pobyt–výstup převádí „vývoj“ na čistý pokles teploty. V pozorovatelných veličinách se pohledy nestřetávají — jsou to dvě strany téže mince.
• Začlenění do širšího obrazu:
  Stejná logika „ladění za jízdy“ se objevuje v časových zpožděních při silném čočkování a v jemných frekvenčních doladěních. Na drahách bez vývoje se mění jen čas příchodu, nikoli teplotní základna. Studená skvrna je proto nejvýraznějším otiskem evolučního posunu k červené na celé obloze.

V. Závěr

Kosmická studená skvrna není „od narození chladnější“. Vzniká proto, že signál Kosmického mikrovlnného pozadí prošel velkým, nízkoten­zitním a vyvíjejícím se objemem: při vstupu byl posunut k nižší frekvenci a při výstupu nebyl plně „vrácen“, takže zůstal bezdisperzní čistý chladicí posun. Aby se tak výrazný otisk objevil, musejí současně platit tři podmínky: zorná linie protíná dostatečně velký objem, foton se v něm zdržuje dost dlouho a objem se v daném čase skutečně mění. V tomto jasném fyzikálním řetězci přestává skvrna být „podivnou náhodou“ a stává se zřetelnou pečetí evolučního posunu k červené na mapě celé oblohy.