8.14 Paradigma particulelor de materie întunecată

Acasă ／ Capitolul 8: Teorii de paradigmă pe care Teoria Filamentelor de Energie le va contesta

Trei obiective

• Să îi ajutăm pe cititori să înțeleagă de ce „particulele de materie întunecată” au fost folosite mult timp pentru a explica atracția gravitațională suplimentară și creșterea structurilor.
• Să evidențiem dificultățile la scări mici, între diferite tipuri de observații și în căutările directe.
• Să propunem o reformulare unificată: plasăm în centru Gravitația tensorială statistică (STG) (vezi 1.11) și folosim un nucleu tensorial unificat care explică simultan dinamica și lentila gravitațională fără a introduce particule întunecate; aportul microscopic provine din statisticile de „tragere–împrăștiere” ale Particulelor instabile generalizate (GUP) (vezi 1.10); pe latura radiației, acestea au pereche în Zgomotul de fond tensorial (TBN) (vezi 1.12). În cele ce urmează folosim consecvent denumirile complete: particule instabile generalizate, gravitație tensorială statistică, zgomot de fond tensorial.

I. Ce afirmă paradigma curentă

1. Teza centrală
   Universul conține o componentă care nu emite lumină, cuplată slab la electromagnetism, aproape „rece”, cu presiune mică, ce poate fi modelată ca particule fără ciocniri.

• Această componentă formează devreme un „schelet” de tip halou în care cade materia obișnuită, dând naștere galaxiilor și roiurilor.
• Curbele de rotație galactice, lentila gravitațională, dinamica roiurilor, vârfurile acustice ale radiației cosmice de fond în microunde (CMB) și oscilațiile acustice barionice (BAO) pot fi ajustate într-un cadru „vizibil + halou întunecat”.

2. De ce este atractivă

• Economie de parametri: un set redus de macro-parametri leagă, la primul ordin, multe clase de observații.
• Lanț de instrumente matur: simulări N-corp, scheme semi-analitice și feedback hidrodinamic utilizabile în practică.
• Poveste intuitivă: „mai multă atracție = mai multă masă (nevăzută)”.

3. Cum trebuie citită
   În esență este o contabilitate fenomenologică: atracția suplimentară se înregistrează ca masă suplimentară. Întrebările „ce particule sunt” și „cum interacționează” sunt transferate experimentelor; numeroase detalii sunt absorbite prin feedback și ajustări de parametri.

II. Dificultăți observaționale și controverse

1. Criza la scară mică și legi de scalare „prea ordonate”

• Revin probleme precum deficitul de galaxii pitice, „prea mare pentru a eșua”, morfologia nucleu–înveliș; adesea se invocă feedback puternic și reglaje multiple de parametri.
• Dinamica arată relații empirice neobișnuit de strânse (de exemplu, relația barionică Tully–Fisher, relația accelerației radiale): legătura dintre masa vizibilă și atracția de la marginea discului se aliniază aproape pe „o singură linie”, ceea ce, în contextul „particule fără ciocniri + feedback”, pare prea coincidențial.

2. Diferențe între lentilă și dinamică, plus efecte de mediu
   În unele sisteme, masa dedusă din lentilă și masa dinamică prezintă abateri mici, dar sistematice; obiecte similare, în medii sau orientări mari-scări diferite, arată reziduuri slabe cu aceeași direcție. Dacă totul se pune pe seama „erorilor sistematice/feedback-ului”, puterea de diagnostic scade.
3. Diversitatea coliziunilor de roiuri
   Câteva cazuri susțin intuiția „separării materiei întunecate”, însă există și situații în care alinierea masă–gaz–galaxii nu corespunde pe deplin acelei intuiții. Diferite sisteme cer adesea modificări microfizice diferite (auto-interacțiuni, variante „calde”/„difuze”), iar narațiunea devine un colaj de „petice”.
4. Pauză prelungită în căutările directe
   Detecțiile directe, căutările la acceleratoare și indiciile indirecte au trecut prin multe iterații fără semnale pozitive de necontestat; identitatea microscopică rămâne tot mai incertă.

Concluzie pe scurt
„Adăugarea de masă în halou” funcționează la primul ordin, dar, alături de ordinea la scară mică, de micile decalaje între sonde, de varietatea cazurilor și de vidul microscopic, unificarea depinde din ce în ce mai mult de peticiri și calibrare fină.

III. Reformulare în Teoria filamentelor de energie (EFT)

Rezumat într-o propoziție
Rescriem „atracția suplimentară” nu ca „particule invizibile”, ci ca gravitație tensorială statistică: pentru un câmp de materie vizibilă dat, nucleul tensorial unificat generează direct câmpul de atracție al marginii discului; aceeași hartă de bază a potențialului tensorial guvernează simultan dinamica și lentila, fără particule întunecate. Aportul microscopic provine din suprapunerea atracțiilor în timpul vieții particulelor instabile generalizate și din „reumplerea radiativă” la dezintegrarea lor, interpretată drept zgomot de fond tensorial.

Comparație intuitivă
Nu „torni o găleată de nisip invizibil în disc”, ci „marea de tensiuni” care, întâlnind materia vizibilă, se auto-organizează într-o plasă întinsă: tiparul plasei (efect al nucleului tensorial unificat) ghidează mișcarea spre atracția externă prescrisă. Câmpurile de viteză și traiectoriile luminii sunt două proiecții ale aceleiași plase.

Trei idei-cheie ale reformulării

1. Particulele devin un răspuns: de la „adăugăm masă” la „adăugăm răspuns”
   Atracția suplimentară nu mai provine din „un rezervor invizibil de masă”, ci se calculează prin convoluția nucleului tensorial unificat cu câmpul de densitate vizibil:

• Sens fizic al nucleului: „ușurința de întindere/strângere” statistică a mării de energie față de structurile vizibile (susceptibilitate).
• Componente ale nucleului: un termen izotrop de bază ce scade lin cu scara și un termen anisotrop legat de câmpuri externe/geometrie (integrare pe linia de vizare și mediu).
• Constrângeri ale nucleului: recuperează gravitația obișnuită la scară locală; pe traiectorii lungi și la accelerații mici produce abateri distincte.

2. „Ordinea” devine o proiecție structurală inevitabilă
   Relațiile strânse, precum Tully–Fisher barionic și relația accelerației radiale, apar natural ca proiecții ale nucleului tensorial unificat:

• Densitatea superficială vizibilă și răspunsul nucleului fixează împreună scara vitezelor.
• În regimul de accelerație mică, atracția externă co-scalează cu barionii aproape după o lege de putere.
• Forma de saturație/tranziție a nucleului limitează împrăștierea la amplitudini mici, fără „aliniamente norocoase” ale feedback-ului între sisteme.

3. Dinamică și lentilă pe „aceeași hartă”
   Aceeași hartă de bază a potențialului tensorial și același nucleu trebuie să reducă simultan:

• reziduurile curbelor de rotație,
• reziduurile convergenței lentilei slabe (κ),
• micro-derivele întârzierilor temporale în lentila puternică.
  Dacă fiecare cere „o hartă-petic” diferită, reformularea unificată nu este susținută.

Indicii testabile (exemple)

• Un singur nucleu pentru mai multe utilizări (test dur): în aceeași galaxie/în același roi, potrivește curbele de rotație și κ al lentilei slabe cu același nucleu și extrapolează întârzierea temporală a lentilei puternice; cele trei câmpuri de reziduuri ar trebui să convergă direcțional.
• Efectul câmpului extern (mediu): distribuțiile interne ale vitezelor în sistemele satelit/pitice ar trebui să se atenueze sau să se amplifice previzibil odată cu intensitatea câmpului gazdei, având aceeași direcție preferată.
• „Busola” reziduurilor: hărțile spațiale ale reziduurilor în câmpurile de viteză și în lentilă se aliniază și indică aceeași direcție a câmpului extern; agregate într-o topografie tensorială, pot explica anisotropii subtile „distanță–deplasare spre roșu”.
• Lectură unificată a coliziunilor de roiuri: sub gravitația tensorială statistică, vârfurile de convergență generate de distribuția vizibilă + câmpurile tensoriale externe reproduc mai bine orientările și formele observate, fără „petice cu particule” per caz.
• Recuperare locală: la scară de laborator și în Sistemul Solar, limita de rază scurtă a nucleului se reduce la gravitația obișnuită, evitând conflictele de câmp apropiat.

Rezumatul secțiunii

1. Paradigma particulelor de materie întunecată explică atracția suplimentară ca masă suplimentară și reușește la primul ordin; totuși, sub presiunea ordinii la scară mică, a diferențelor între sonde, a diversității cazurilor și a vidului microscopic, se sprijină tot mai mult pe peticiri și reglaje.
2. Gravitația tensorială statistică + nucleul tensorial unificat refac aceeași poveste a datelor astfel:

• generează atracția marginii discului direct din densitatea vizibilă, fără a adăuga particule,
• unifică dinamica și lentila pe aceeași hartă de bază a potențialului tensorial,
• transformă reziduurile direcțional coerente și dependente de mediu în pixeli ai topografiei tensoriale.

3. Dacă abordarea „un singur nucleu pentru mai multe utilizări” se confirmă într-un număr tot mai mare de sisteme, nevoia de particule de materie întunecată dispare; atunci „atracția suplimentară” arată ca răspunsul statistic al mării de energie, nu ca o familie de particule încă nedetectată.