8.11 Vahva teesi: globaali kausaalirakenne määräytyy täysin metrisen valokartion mukaan

Etusivu ／ Luku 8: Paradigmateoriat, joita Energiasäieteoria haastaa

Johdannon tavoite

Auttaa lukijaa näkemään, miksi väite ”metrisen valokartion mukaan määräytyvät kaikki globaalit syy-seuraussuhteet” on pitkään ollut valtavirtaa; missä erittäin tarkat ja laajakulmaiset havainnot alkavat rasittaa tätä näkemystä; sekä miten Energiafilamenttiteoria (EFT) laskee ”valokartion” nollajärjestyksen ulkoasuksi ja esittää yhteisessä kielessä ”energiameren—tensorimaiseman” avulla uudelleen etenemisrajan ja ”kausaaliset käytävät”, tarjoten mitattavia, monen luotaimen yli toistettavia vihjeitä.

I. Mitä nykyinen paradigma sanoo

1. Perusväitteet

• Metrinen geometria määrittää valokartion: jokaisessa aika-avaruuden pisteessä valonnopeus c rajaa kausaalisesti saavutettavat ja saavuttamattomat tapahtumat.
• Globaali kausaalirakenne (mitkä tapahtumat vaikuttavat toisiinsa, onko olemassa horisontteja tai suljettuja kausaalisia käyriä) määräytyy yksikäsitteisesti metrisen geometrian globaaleista ominaisuuksista.
• Valo ja vapaassa putoamisessa olevat kappaleet seuraavat geodeetteja; kaarevuus on gravitaatio; siksi kausaalisuus on geometrinen väittämä.

2. Miksi tämä on suosittu

• Selkeys ja yhtenäisyys: yksi ”kartio-viivain” kuvaa kausaalisuuden; sitä tukee kypsä teoreemisto (globaali hyperbolisuus, singulariteettiteoreemat, horisonttirakenne).
• Tekninen hyödynnettävyys: navigaatiosta gravitaatioaaltojen etenemiseen metrisen geometrian ajatteleminen ”näyttämönä” helpottaa laskentaa ja ennustamista.
• Paikallinen yhteensopivuus: lähes tasaisilla alueilla palautuu erityisen suhteellisuusteorian valokartiorakenne.

3. Miten tätä kannattaa lukea
   Tämä on vahva samaistaminen: ”etenemisrajan fysiikka” sidotaan sen ”geometriseen ulkoasuun” yhdeksi ja samaksi asiaksi. Reitin varrella oleva rakenne, väliaineen vaste ja ajallinen kehitys typistetään yleensä ”pieniksi häiriöiksi”, joiden ei katsota muuttavan kausaalisuuden puhtaasti geometrista alkuperää.

II. Havainnoista nousevat haasteet ja kiistat

• Reitinvarainen kehitys ja ”muisti”
  Erittäin tarkka ajoitus ja pitkät astrofysikaaliset reitit (voimakkaan linssauksen monikuvat, aikaviiveet, standardikynttilöiden/-viivainten jäännökset) osoittavat, että hitaasti muuttuvat ympäristöt jättävät pieniä mutta toistettavia nettovaikutuksia. Kun kaikki puristetaan ”pieniksi perturbaatioiksi staattisessa geometriassa”, kyky kuvantaa ajallista kehitystä heikkenee.
• Heikko yhdenmukaisuus suunnan ja ympäristön mukaan
  Eri taivaanalueilla ja suurissa ympäristöissä pienet jäännökset saapumisajoissa ja taajuuksissa siirtyvät toisinaan samaan suuntaan. Jos valokartio on ainoa ja kaikkialla samanmuotoinen geometrinen raja, tällaisille kaavamaisille jäännöksille ei löydy luontevaa paikkaa.
• Monen luotaimen yhteensovittamisen kustannus
  Jotta supernovien jäännökset, barionisten akustisten oskillaatioden standardiviivaimen hienot erot, heikon linssauksen konvergenssi ja voimakkaan linssauksen aikaviiveet mahtuisivat yhdelle ”metriselle valokartiolle”, lisätään usein paikkailuparameetreja (takaisinkytkennät, systematiikat, empiiriset termit). Yhden yhtenäisen selityksen ”hinta” kasvaa.
• Olemuksen ja ulkoasun sekoittuminen
  Kun valokartiota kohdellaan olemuksena eikä ulkoasuna, peittyy kysymys: kuka asettaa etenemisrajan? Jos raja syntyy väliaineen tensorisista ominaisuuksista ja vasteesta, ”geometrinen valokartio” on pikemminkin projektio kuin syy.

Lyhyt johtopäätös
Metrinen valokartio on poikkeuksellisen voimakas nollajärjestyksen työkalu; mutta kun koko globaali kausaalisuus annetaan sen varaan, reitinvarainen kehitys, ympäristöriippuvuus ja samansuuntaiset moniluotain-jäännökset litistyvät ”kohinaksi”, ja fysiikan diagnostinen voima heikkenee.

III. Energiafilamenttiteorian uudelleenmuotoilu ja lukijan havaitsemat muutokset

Energiafilamenttiteoria yhdessä lauseessa
Laske ”metrisen valokartion” rooli nollajärjestyksen ulkoasuksi: todellisen etenemisrajan ja kausaaliset käytävät asettaa energiameren tensori. Tensori määrää paikalliset rajat ja tehokkaan anisotropian; kun tensorimaisema kehittyy ajassa, kaukaa saapuvat signaalit (valo ja gravitaatiohäiriöt) kasaavat etenemisen aikana dispersiottomia nettovaikutuksia (ks. 8.4 ja 8.5). Tällöin globaalia kausaalisuutta ei enää määrää yksittäinen metriikka, vaan joukko ”tehokkaita käytäviä”, jotka syntyvät tensorikentästä ja sen kehityksestä.

Havainnollinen vertaus
Ajattele maailmankaikkeutta merenä, jonka jännitys vaihtelee:

• Nollajärjestys: kun pinta on tasaisen kireä, aluksen saavutettava alue muistuttaa standardikartiota (metrisen valokartion ulkoasu).
• Ensimmäinen järjestys: loivien rinteiden ja hitaiden muutosten vallitessa nopein reitti taipuu tai kapenee/levenes hiukan ja kausaaliset käytävät kirjoittuvat uudelleen alle prosenttitason. Kartalle voi yhä piirtää ”kartion”, mutta todellisen rajan asettaa tensori ja sen ajallinen kehitys.

Uudelleenmuotoilun kolme ydinkohtaa

1. Nollajärjestys vs ensimmäinen järjestys

• Nollajärjestys: paikallisesti homogeeninen tensori → standardi valokartio ja geodeettinen ulkoasu palautuvat.
• Ensimmäinen järjestys: hitaasti kehittyvä tensorimaisema → tehokkaasti anisotrooppiset, heikosti ajasta riippuvat etenemisrajat → pitkillä reiteillä kertyy dispersioton nettosiirtymä taajuudessa ja saapumisajassa.

2. Kausaalisuus = väliaineen raja; geometria = projisoitu ulkoasu

• Valokartio geometrisoi ”rajan”, mutta rajan fysiikka tulee tensorista.
• Tilastollinen tensorigravitaatio (STG) sekä kaksi tensoripunasiirtymän muotoa määrittävät yhdessä ”kuinka nopeasti voidaan edetä, kauanko se kestää ja mitä käytävää suositaan”.
  Ensimmäinen määritelmä: Tilastollinen tensorigravitaatio (STG) on tehokkaan tensorikentän tilastollinen kuvaus suurissa mittakaavoissa; jatkossa käytetään vain suomenkielistä nimeä.

3. Yksi kartta, monta käyttötarkoitusta

• Saman tensoripotentiaalin peruskartan tulee yhtä aikaa selittää:
  • hienot erot aikaviiveissä voimakkaan linssauksen monikuvien välillä ja pienet punasiirtymäpoikkeamat,
  • suunnasta riippuvat jäännökset supernovissa ja barionisten akustisten oskillaatioden standardiviivaimessa,
  • heikon linssauksen suurimittakaavainen konvergenssin amplitudi ja suuntaus.
• Jos kukin aineisto vaatii oman ”valokartio-paikkansa”, se ei tue Energiafilamenttiteorian yhtenäistä uudelleenmuotoilua.

Testattavat vihjeet (esimerkkejä)

• Dispersioton ehto: plasma-dispersio korjattuna, jos saapumisaikojen jäännökset nopeissa radiopurkauksissa (nopea radiopurkaus (FRB)), gammapurkauksissa (gammapurkaus (GRB)) ja kvasaari-kirkkausvaihteluissa siirtyvät yhdessä taajuuskaistojen mukana, tämä tukee ”reitin kehittymiseen” liittyviä vaikutuksia; selvä kromatinen erottuminen puhuu niitä vastaan.
  Jatkossa käytetään vain suomenkielisiä nimityksiä ilman lyhenteitä.
• Suuntauslinjaus: hienosäätösuunnat, jotka minimoivat supernovien Hubble-jäännökset, barionisten akustisten oskillaatioden standardiviivaimen pienet erot ja voimakkaan linssauksen aikaviiveet, tulisi siirtyä samaan suuntaan valitun akselin suunnassa ja olla sopusoinnussa heikon linssauksen konvergenssikartan suuntauksen kanssa.
• Monikuvien erotus: samasta lähteestä tulevien kuvien pienet erot saapumisajoissa ja punasiirtymässä korreloivat sen kanssa, kuinka paljon kukin reitti kulki tensorin eri kehitysvaiheissa olevien käytävien läpi.
• Ympäristön mukanaeläminen: näkösäteet, jotka läpäisevät rikkaampia joukkoja/filamentteja, näyttävät hieman suurempia aika-taajuusjäännöksiä kuin tyhjiöiden halki kulkevat, ja amplitudi korreloi peruskartan ulkoisen kentän voimakkuuden kanssa.

Mitä lukija huomaa käytännössä

• Käsitteellinen taso: valokartio ei ole ainoa ontologia, vaan rajan ulkoasu, jonka tensori asettaa; kausaalisuus syntyy väliaineesta, geometria on projektiota.
• Menetelmätaso: siirrytään ”reittivaikutusten oikomisesta” ”jäännösten kuvantamiseen”, tuoden saapumisaika- ja taajuuserot samalle peruskartalle.
• Odotustaso: etsitään heikkoja kuvioita, jotka ovat dispersiottomia, suunnassa johdonmukaisia ja ympäristön mukana eläviä; testataan, vähentääkö ”yksi kartta monelle luotaimelle” jäännöksiä samanaikaisesti.

Nopeat täsmennykset yleisiin väärinkäsityksiin

• Salliiko Energiafilamenttiteoria valoa nopeamman liikkeen tai kausaalisuuden rikkomisen? Ei. Tensori asettaa paikalliset etenemisrajat. Ulkoasu voi muuttua, raja ei; suljettuja kausaalisia käyriä ei synny.
• Onko ristiriidassa erityisen suhteellisuusteorian kanssa? Ei. Paikallisesti homogeenisella tensorilla nollajärjestyksen rakenne palauttaa valokartion ja Lorentzin symmetrian; ensimmäisen järjestyksen ilmiöt näkyvät vain hyvin heikkoina ympäristötermeinä.
• Onko tämä ”väsynyt valo”? Ei. Reittivaikutus on koherentti, dispersioton siirtymä, ei energiahäviöön johtava absorptio tai sironta.
• Miten tämä liittyy metrisen geometrian mukaiseen laajenemiseen? Tässä luvussa ei käytetä kuvaa ”avaruus laajenee kokonaisuutena”. Punasiirtymä ja saapumisaikaerot syntyvät tensoripotentiaalin punasiirtymän, reitin kehittymiseen liittyvän punasiirtymän sekä Tilastollisen tensorigravitaation yhteenlasketusta vaikutuksesta.

Luvun yhteenveto
Väite, että ”globaali kausaalisuus määräytyy täysin metrisen valokartion mukaan”, geometrista syy-seurauskysymyksen ja toimii erinomaisesti nollajärjestyksessä. Samalla se kuitenkin työntää reitinvaraisen kehityksen ja ympäristöriippuvuuden ”virheämpäriin”. Energiafilamenttiteoria palauttaa etenemisrajan tensorin asettamaksi, laskee valokartion ulkoasuksi ja edellyttää yhtä ja samaa tensoripotentiaalin peruskarttaa voimakkaalle ja heikolle linssaukselle, etäisyysmitoille ja ajoitukselle. Kausaalisuus ei heikkene; päinvastoin se saa kuvannettavia ja testattavia fysikaalisia yksityiskohtia.