3.1 Curbele de rotație ale galaxiilor: potrivire fără materie întunecată

Acasă ／ Capitolul 3: Universul macroscopic

Notă privind terminologia
În această secțiune, „tracțiunea suplimentară” din discul exterior este interpretată ca efectul combinat al Gravitației tensoriale statistice (STG) — suma mediată în timp a micilor tracțiuni generate pe durata finită de viață a Particulelor instabile generalizate (GUP) — și al Zgomotului tensorial local (TBN) — pachete de unde cu bandă largă și coerență redusă injectate în mediu în timpul dezintegrării sau anihilării. În continuare folosim doar denumirile românești complete.

I. Fenomenul și întrebările-cheie

1. „Platouri” în discul exterior: Dincolo de discul optic, materia vizibilă este rară, deci intuitiv viteza de rotație ar trebui să scadă cu raza. Observațiile arată însă platouri întinse, la niveluri ridicate.
2. Două relații neobișnuit de strânse:
   • Masa vizibilă totală și o viteză caracteristică în discul exterior se aliniază aproape pe o singură dreaptă, cu dispersie foarte mică.
   • La orice rază, tracțiunea centipetă totală corespunde aproape unu-la-unu cu tracțiunea produsă de materia vizibilă, tot cu dispersie redusă.
3. Diversitate cu coerență: Formele curbelor variază — miez ascuțit sau aplatizat, platouri de înălțimi și lungimi diferite, micro-texturi distincte — și răspund vizibil mediului și istoriei evenimentelor. Totuși, cele două relații rămân strânse, indicând un mecanism comun de fond.
4. Limitele abordării tradiționale: O „componentă invizibilă” poate ajusta cazul fiecărui obiect, dar cere adesea reglaje specifice. Dispersia extrem de mică din cele două relații este greu de explicat doar prin „istorii de formare diferite”.

Ideea centrală: Tracțiunea suplimentară din discul exterior nu trebuie să provină din materie adițională; ea poate rezulta din răspunsul statistic al mediului cosmic.

II. Un „peisaj tensorial” cu trei contribuții

1. Panta internă de bază (Ghidajul materiei vizibile)
   Stelele și gazul „trag” marea de energie spre interior și formează o pantă tensorială care furnizează ghidajul centipet de bază. Panta scade rapid cu raza și, singură, nu poate susține platoul exterior.
   Repere observaționale: Raport masă–luminozitate și gradul de concentrare al densității de suprafață a gazului; concentrarea mai mare produce de regulă o „ridicare” internă mai ascuțită.
2. Panta aditivă netezită (Gravitația tensorială statistică)
   De-a lungul vieții lor, particulele instabile generalizate exercită mici tracțiuni asupra câmpului tensorial al mediului. Aceste tracțiuni se însumează și se mediează în spațiu-timp, generând o deviație de potențial netedă și durabilă.
   Proprietăți-cheie:
   • Distribuție netedă: Slăbește lent cu raza și rămâne suficient de puternică în discul exterior pentru a susține platoul.
   • Covariație cu activitatea: Intensitatea corelează cu rata de formare stelară, fuziuni/perturbații, recircularea gazului și forfecarea indusă de bară sau brațe spirale.
   • Autoblocare: Mai mult aport și amestec → activitate mai mare → pantă aditivă mai puternică → scara vitezelor din discul exterior se „blochează”.
     Repere observaționale: Densitatea de suprafață a ratei de formare stelară, forța barei, fluxuri inverse de gaz și urme de fuziune corelate cu înălțimea și lungimea platoului.
3. Textură de amplitudine mică (Zgomotul tensorial local)
   În timpul dezintegrării sau anihilării, particulele instabile generalizate injectează în mediu unde larg-bandă, slab coerente. Suprapunerea lor formează un fond difuz care adaugă ondulații fine și lărgește profilurile de viteză în discul exterior fără a modifica „platitudinea medie”.
   Repere observaționale: Halo-uri/relicve radio, structuri difuze cu contrast scăzut și câmpuri de viteză „granulate”, accentuate de-a lungul axelor de fuziune sau în zone cu forfecare puternică.

Intuiție radială

• Zona internă (R ≲ 2–3 Rd): Domină ghidajul materiei vizibile; gravitația tensorială statistică face reglaj fin → stabilește dacă miezul este „ascuțit” sau „aplatizat”.
• Zona de tranziție: Contribuțiile sunt comparabile → curba trece din pantă abruptă în platou; poziția variază odată cu activitatea și istoricul.
• Zona externă (platou): Crește ponderea gravitației tensoriale statistice → platou înalt și lung, cu textură discretă.

Concluzie scurtă: Platoul exterior ≈ ghidajul materiei vizibile + gravitația tensorială statistică; ondulațiile fine de margine ≈ zgomotul tensorial local.

III. De ce sunt „strânse” cele două relații

• Masă–viteză aproape pe o singură dreaptă: Materia vizibilă alimentează și amestecă mediul, stabilind activitatea totală a particulelor instabile generalizate. Această activitate fixează scara vitezelor platoului. Prin urmare, masa vizibilă și viteza caracteristică din discul exterior covariază din aceeași cauză, cu dispersie mică.
• Potrivirea tracțiunii rază cu rază: Tracțiunea centipetă totală = ghidajul materiei vizibile + panta aditivă netezită de la gravitația tensorială statistică. În interior predomină componenta „vizibilă”, iar spre exterior crește ponderea gravitației tensoriale statistice. Predarea lină de-a lungul razei produce o corespondență aproape unu-la-unu.
  Test rapid: La o rază fixă, cartografierea reziduurilor dinamice față de forfecarea gazului/prafului și intensitatea radio difuză ar trebui să arate corelații co-direcționale.

Esența: Cele două relații strânse sunt două proiecții ale aceluiași peisaj tensorial — una în planul „masă–viteză”, cealaltă în „rază–tracțiune”.

IV. De ce coexistă miezuri „ascuțite” și „aplatizate”

• Mecanism de aplatizare: Activitatea de durată — fuziuni, explozii de formare stelară, forfecare puternică — „înmoaie” peisajul tensorial local, reduce panta internă și produce un miez aplatizat.
• Mecanism de ascuțire: O fântână de potențial adâncă, aport stabil și perturbații moderate ajută la refacerea sau menținerea unui miez ascuțit.

Concluzie: „Ascuțit versus aplatizat” reprezintă două stări-limită ale aceleiași rețele tensoriale în medii și istorii diferite.

V. Suprapunerea mai multor observații pe același „hartă tensorială” (ghid operațional)

1. Mărimi de co-cartografiat:
   • Înălțimea și lungimea radială ale platoului în curba de rotație
   • Direcția întinderii și decentrările contururilor κ în lentila gravitațională slabă/puternică
   • Dungi de forfecare și „aripi” negaussiene în câmpurile de viteză ale gazului
   • Intensitatea și orientarea halo-urilor/relicvelor radio difuze
   • Orientarea polarizării/liniilor de câmp magnetic (urme ale forfecării de lungă durată)
2. Criterii de co-cartografiere:
   • Aliniere spațială: Mărimile de mai sus sunt colocalizate și co-orientate de-a lungul axelor de fuziune, axelor barei sau tangențelor la brațele spirale.
   • Consistență temporală: În fazele active crește mai întâi emisia radio difuză (zgomot), apoi — pe scări de zeci până la sute de milioane de ani — platoul devine mai înalt și mai lung (tracțiune). În fazele calme, ambele scad în ordine inversă.
   • Independență de bandă: După corecția pentru dispersia mediului, direcțiile platourilor și ale reziduurilor sunt consecvente între benzi, deoarece sunt dictate de același peisaj tensorial.

VI. Predicții testabile (de la observație la fluxul de potrivire)

1. P1 | Mai întâi zgomotul, apoi tracțiunea (succesiune temporală)
   Predicție: După un episod de explozie sau fuziune, crește mai întâi emisia radio difuză (zgomotul tensorial local), iar în ~10⁷–10⁸ ani cresc înălțimea și raza platoului (gravitația tensorială statistică).
   Observație: Potriviri combinate pe mai multe epoci și inele; cuantificarea întârzierii dintre zgomot și schimbarea platoului.
2. P2 | Dependență de mediu (pattern spațial)
   Predicție: De-a lungul axelor cu forfecare mare sau al axelor de fuziune, platourile sunt mai lungi și mai înalte, iar câmpul de viteză apare mai „granulat”.
   Observație: Compararea curbelor pe sectoare și a profilurilor difuze de-a lungul axelor barei și fuziunilor.
3. P3 | Concordanță între modalități (hărți multiple)
   Predicție: Axa lungă a lui κ, vârfurile forfecării de viteză, benzile radio și axa principală a polarizării sunt co-orientate.
   Observație: Înregistrarea a patru hărți în același sistem de coordonate și calculul similarității vectoriale pe baza cosinusului.
4. P4 | Forma spectrului în discul exterior
   Predicție: Spectrul de putere al reziduurilor de viteză prezintă o pantă blândă la frecvențe joase-medii, tipică zgomotului tensorial local larg-bandă și slab coerent.
   Observație: Compararea pozițiilor vârfurilor și a pantelor între spectrele reziduurilor și spectrele radio difuze.
5. P5 | Fluxul de potrivire (economie de parametri)
   Pași:
   • Folosirea fotometriei și a distribuției gazului pentru a stabili priori pentru panta internă datorată ghidajului materiei vizibile.
   • Folosirea metrickelor de formare stelară, a indicatorilor de fuziune, a forței barei și a forfecării pentru priori ale amplitudinii/scării gravitației tensoriale statistice.
   • Folosirea emisiei radio difuze și a nivelului de textură pentru priori ale lărgirii induse de zgomotul tensorial local.
   • Potrivirea curbei complete cu un set mic de parametri comuni și validare încrucișată cu hărți de lentilare și câmpuri de viteză.
     Scop: Un singur set de parametri pentru multe seturi de date — fără reglaje ad-hoc pe obiect.

VII. O analogie cotidiană

Un convoi care rulează cu vânt din spate:

• Motorul este ghidajul materiei vizibile.
• Vântul din spate este gravitația tensorială statistică, care slăbește lent cu distanța, dar menține viteza.
• Micile denivelări ale drumului sunt zgomotul tensorial local, care dă curbei o ușoară „granulație”.
• Panoul de control: accelerația (aport), întreținerea drumului (forfecare/activitate) și menținerea vântului din spate (amplitudinea pantei aditive).

VIII. Relația cu cadrul tradițional

• O altă cale explicativă: În mod tradițional, „tracțiunea suplimentară” se atribuie unei componente invizibile adiționale; aici o reducem la răspunsul statistic al mediului: panta aditivă netezită de la gravitația tensorială statistică și textura de amplitudine mică de la zgomotul tensorial local.
• Economia parametrilor este mai bună: Trei factori înrudiți — aportul vizibil, amestecarea de lungă durată și o părtinire tensorială persistentă — controlează rezultatul și limitează reglajele pe obiect.
• O singură hartă, mai multe proiecții: Curbele de rotație, lentilarea gravitațională, dinamica gazului și polarizarea sunt proiecții diferite ale aceleiași hărți tensoriale.
• Incluziv, nu conflictual: Chiar dacă ulterior se descoperă o nouă componentă, ea este doar o posibilă sursă microscopică; pentru trăsăturile principale ale curbelor de rotație, efectele statistice ale mediului sunt suficiente pentru o potrivire unificată.

IX. Concluzii

Un singur peisaj tensorial explică platoul exterior, cele două relații strânse, coexistența miezurilor ascuțite și aplatizate și variațiile de micro-textură:

• Materia vizibilă modelează panta internă de bază.
• Gravitația tensorială statistică adaugă o pantă suplimentară netedă, durabilă și lent descrescătoare, care susține vitezele din discul exterior și „blochează” scara vitezelor la masa vizibilă printr-o cauză comună.
• Zgomotul tensorial local adaugă o „granulație” de amplitudine mică fără a schimba platoul global.

Pe scurt: Problema se mută de la „câtă materie invizibilă trebuie adăugată” la „cum se remodelează continuu același peisaj tensorial”. În cadrul acestui mecanism unificat al mediului, platoul, relațiile strânse, morfologia miezului și dependența de mediu nu sunt enigme separate, ci fețe ale aceleiași fizici.