3.11 Záhada lithia-7 v primordiální nukleosyntéze: dvojí korekce pomocí tenzního škálování a injekce šumu pozadí

Domů ／ Kapitola 3: Makroskopický vesmír

Terminologie

Tato část zasazuje problém „nízkého lithia-7“ do obrazu vlákna – moře energie – tenze: v raném vesmíru Zobecněné nestabilní částice (GUP) přetrvávaly dost dlouho, aby vytvarovaly pozadí Statistické tenzní gravitace (STG); při dezintegraci či anihilaci navíc injikovaly slabé svazky vln, které se projevují jako Tenzní lokální šum (TBN). Dále používáme výhradně plné české názvy „Zobecněné nestabilní částice“, „Statistická tenzní gravitace“ a „Tenzní lokální šum“.

I. Jev a patová situace

1. Pozorovací mezera
   V atmosférách starých kovy chudých hvězd (Spiteovo plato) je zjištěná hojnost lithia-7 systematicky nižší než predikce standardní primordiální nukleosyntézy; deficit bývá řádový a závisí na vzorku i korekčních postupech.
2. „Vše ostatní sedí“
   Při stejných kosmologických vstupech a jaderných rychlostech obvykle souhlasí hmotnostní zlomek helia-4 i poměr deuterium/vodík. Proto je obtížné „ladit pouze lithium-7“.
3. Tři hlavní slepé uličky
   • Stelární vyčerpání: Je třeba vysvětlit „rozšířené a podobně velké“ snížení a zároveň udržet soulad s ukazateli typu lithium-6/železo; náročné.
   • Aktualizace jaderných rychlostí: I po zpřesnění klíčových účinných průřezů je těžké stáhnout výhradně lithium-7 do pozorovacího pásma.
   • Raní injekce nové fyziky: Ničení berylia-7 rozpadem/anihilací částic obvykle vyžaduje jemné doladění spektra produktů, hojnosti a životnosti a nesmí rušit deuterium ani Kosmické mikrovlnné pozadí (CMB).

II. Výklad mechanismu (dvojí korekce: tenzní škálování + injekce šumu pozadí)

1. Tenzní škálování: jemná rekalibrace „hodin a šířek oken“
   • Podstata: Raný vesmír byl husté „moře energie“. Úroveň tenze nepatrně přeměřuje relativní kadenci mezi „mikroskopickými hodinami reakcí“ a „hodinami ochlazování“. To odpovídá malému rovnoměrnému protažení/stlačení časové osy bez změny rovnic reakcí či bezrozměrných konstant.
   • Akční okna (dvě klíčové fáze):
     1. Zamrznutí poměru n/p v měřítku sekund: Povoleny jsou jen stopové zásahy, aby zůstal stabilní základ helia-4.
     2. Stovky až tisíce sekund („otevření hrdla deuteria → tvorba berylia-7“): Berylium-7 je krajně citlivé na tempo chladnutí a doby překryvu reakcí. Drobné posunutí okamžiku „trouba zap/vyp“ okno zúží nebo posune a sníží čistý výtěžek.
   • Intuitivní přirovnání: Standardní nukleosyntéza je jako hrnec „chemické polévky“, který pomalu chladne. Tenzní škálování je, jako byste kuchyňský časovač otočili o chloupek rychleji či pomaleji: recept zůstává, jen ideální chvíle servírování se mírně posune.
2. Injekce šumu pozadí: řídké, krátké a selektivní „dotažení“
   • Původ a rysy: V hustém raném prostředí Zobecněné nestabilní částice často vznikaly a zanikaly; při rozpadu rozptylovaly širokopásmové, málo koherentní slabé vlnové pakety. Většina se okamžitě termalizovala a splynula s tepelnou historií. Statisticky jsou však možné krajně vzácné, přesně načasované mikroinjekce.
   • Proč cílí na berylium-7: V období dominance berylia-7 stačí stopová dávka neutronů nebo úzkopásmový svazek „měkkých“ fotonů, aby se berylium-7 přednostně rozbíjelo, aniž by se dotklo deuteria/helia-4:
     1. Neutronová větev: Be-7(n,p)Li-7 a následně Li-7(p,α)He-4; čistý efekt je pokles lithia-7.
     2. Větev měkkých fotonů: Úzké, slabé a krátké spektrum míří do „křehčích“ absorpčních oken Be-7/Li-7. „Zploští berylium“, aniž by „uvařilo deuterium“.
   • Omezení řádu velikosti: Intenzita a trvání musí ležet hluboko pod aktuálními limity zkreslení μ/y Kosmického mikrovlnného pozadí a pod omezeními pro lehké prvky. Úloha je čistě selektivní finiš.
   • Přirovnání: Pokrm je hotov; hned po odstavení z ohně jemně ťuknete do křehké krusty, aby se srovnala přebytečná „boulička“, aniž by se změnila základní chuť.
3. Synergie: nejprve srovnat hodiny, potom lehce postrčit
   • Krok 1: Tenzní škálování zúží nebo posune „okno“ berylia-7 a sníží základní výtěžek.
   • Krok 2: Tenzní lokální šum v sousedním časovém intervalu dodá přesné a velmi jemné dotažení, které dále zredukuje zbylé berylium-7.
   • Souhrnný výsledek: Lithium-7 spadne do pozorovacího pásma, zatímco deuterium a helium-4 zůstávají ve svých úspěšných mezích.

III. Parametry a limity (zachovat, co už funguje)

• Omezení od helia-4
  Zásahy v sekundovém měřítku mají přísný horní strop, aby Yp zůstal stabilní.
• Omezení od deuteria
  Načasování, spektrum a intenzita injekce šumu pozadí se musí vyhnout prahům, které by deuterium narušily.
• Spektrum Kosmického mikrovlnného pozadí
  Povolená měřítka injekcí musí ležet výrazně pod současnými limity μ/y; očekává se nanejvýš velmi slabý, prakticky neodlišitelný signál.
• Izotopové vedlejší produkty
  Sledujte drobné odchylky v poměru Li-6/Li-7 a v He-3. Pokud se objeví, měla by jejich velikost odpovídat „slabému finiši“, nikoli velké přestavbě.
• Kosmologická konzistence
  Neměníme bezrozměrné konstanty ani typy interakcí; tenzní škálování je jen jemný retuning relativního měření času.

IV. Testovatelné předpovědi a ověřovací cesty

• Mikrodeformace Kosmického mikrovlnného pozadí blízké nule
  Budoucí citlivější spektrální mise by měly utáhnout limity μ/y; očekávaný signál leží pod současnými hranicemi — blízko nule, avšak ne přesně nulový.
• Velmi jemné rozdíly Spiteova plata mezi prostředími
  Pokud dominuje tenzní škálování, hodnoty lithio-vého plata mohou vykazovat nepatrné systematické rozdíly mezi velkorozměrovými strukturami (vlákna/uzly/dutiny). Potřeba jsou velké statistické soubory.
• Indicie rozrušování berylia-7
  Mohou se objevit malé, korelované odchylky v Li-6/Li-7 a He-3; je nutné je odlišit od pozdních povrchových procesů ve hvězdách.
• Slabá kovariance s Tenzním lokálním šumem
  Pokud k injekcím docházelo, jejich statistická síla by měla slabě kladně korelovat s úrovní rané aktivity, v souladu s obrazem „difúzního nadzvednutí pozadí“.

V. Vztah k tradičním přístupům

• Mírnější verze „injekce nových částic“
  Tradičně se injekce považuje za hlavní efekt a vyžaduje přísné doladění. Zde nese hlavní břemeno tenzní škálování (mikro-timing), zatímco injekce klesá na velmi slabý sekundární účinek — uvolňuje tlak na spektra produktů, životnosti a hojnosti.
• Doplněk ke stelárnímu vyčerpání
  Uměřené pozdní povrchové vyčerpání se nevylučuje, ale není nutné jako jediné vysvětlení; pokud se uplatní, jde jen o tenkou vrstvu „finiše“ nad „dvojí korekcí“.
• Kompatibilita s přehodnocováním jaderných rychlostí
  Průběžné zpřesňování rychlostí zůstává důležité. S nejnovějšími tabulkami stačí uznat malé účinky tenzního škálování spolu s jemným finišem ze šumu pozadí, aby „tvrdohlavý přebytek“ lithia-7 přestal vyčnívat.

VI. Přirovnání (každodenní intuice)

Lehce pootočit časovač trouby + jemně upustit vrcholek
Tenzní škálování posune optimální dobu „kynutí“ o kousek; Tenzní lokální šum je lehký dotek před servírováním, který srovná příliš vysoký peak. „Dort“ (helium-4 a deuterium) zůstává stejný; uhladí se jen přebytečná špička lithia-7.

VII. Shrnutě

• Zarámování problému: Záhada lithia-7 si žádá drobné úpravy časové osy a síly mikronarušení, nikoli převrácení standardní nukleosyntézy.
• Hlavní změna: Tenzní škálování nepatrně posouvá „zap/vyp“ primordiální nukleosyntézy a selektivně snižuje lithium-7 přes kanál berylia-7.
• Jemný finiš: Tenzní lokální šum, aplikovaný ve správném, velmi krátkém okně a s minimální intenzitou, „ořezává“ berylium-7 bez rušení deuteria či helia-4.
• Celková konzistence: Oba efekty dohromady zachovávají klíčové úspěchy standardního obrazu a nabízejí testovatelnou, hmotnou cestu k řešení, konzistentní s linií Zobecněných nestabilních částic, Statistické tenzní gravitace a Tenzního lokálního šumu.