3.1 Rotasjonskurver i galakser: tilpasning uten mørk materie

Hjem ／ Kapittel 3: Det makroskopiske universet

Merknad om terminologi
I denne delen tolkes den «ekstra trekken» i ytterkanten av skiven som en samlet virkning av statistisk tensorgravitasjon (STG) — den oppsamlede, tidsmidlede trekken som oppstår gjennom levetiden til generaliserte ustabile partikler (GUP) — og lokal tensorstøy (TBN) — bredbåndede, lavkoherente bølgepakker som tilføres mediet ved oppbrytning eller annihilasjon. Videre i teksten brukes kun de norske fullt utskrevne termene.

I. Fenomen og nøkkelspørsmål

1. Flate «platåer» i ytterdisken: Utenfor den optiske skiven er synlig materie sparsommelig, så rotasjonshastigheten burde intuitivt avta med radius. Observasjoner viser likevel langstrakte platåer på høyt nivå.
2. To uvanlig stramme relasjoner:
   • Total synlig masse og en karakteristisk hastighet i ytterdisken ligger nesten på én linje med svært liten spredning.
   • For hver radius svarer total sentripetalkraft nesten én-til-én til kraften fra synlig materie, også med liten spredning.
3. Mangfold, men sammenheng: Kurveformer varierer — spiss eller flat kjerne, ulike platåhøyder og -lengder, fin tekstur — og påvirkes tydelig av miljø og hendelseshistorie. Likevel holder de to stramme relasjonene, noe som peker mot én underliggende mekanisme.
4. Begrensninger ved den tradisjonelle tilnærmingen: En «usynlig tilleggskomponent» kan få enkeltobjekter til å passe, men krever ofte objektspecifikk parameterjustering. Den svært lille spredningen i relasjonene er også vanskelig å forklare kun med «ulike dannelseshistorier».

Hovedidé: Ekstra trekken i ytterdisken trenger ikke komme fra mer materie; den kan springe ut av den statistiske responsen i det kosmiske mediet.

II. Ett «tensorlandskap» med tre bidrag

1. Grunnleggende innadgående helning (Styring fra synlig materie)
   Stjerner og gass trekker «energi­havet» innover og danner en tensor­helning som gir den primære sentripetale styringen. Helningen svekkes raskt med radius og kan alene ikke bære platået i ytterdisken.
   Observasjonsgrep: Masse–lys-forhold og konsentrasjon i gassens overflatetetthet; høyere konsentrasjon gir gjerne en mer «spiss» innstigning.
2. Utjevnet tillegg­shelling (Statistisk tensorgravitasjon)
   Gjennom sin levetid utøver generaliserte ustabile partikler små trekk på mediets tensorfelt. Disse trek­kene summeres og tidsmidles i rom og tid, og skaper en jevn og langlivet potensial­skjevhet.
   Kjerneegenskaper:
   • Jevn fordeling: Avtar langsomt med radius og er fortsatt sterk nok i ytterdisken til å holde platået oppe.
   • Samsving med aktivitet: Styrken korrelerer med stjernedannelse, sammenslåinger/forstyrrelser, gassens sirkulasjon og skjær fra stav eller spiralarm.
   • Selvlåsing: Mer tilførsel og omrøring → høyere aktivitet → sterkere tillegg­shelling → hastighetsskalaen i ytterdisken «låses».
     Observasjonsgrep: Overflatetetthet av stjernedannelsesrate, stavstyrke, tilbakestrømmer av gass og fusjonsspor som korrelerer med platåets høyde og lengde.
3. Lavamplitudetekstur (Lokal tensorstøy)
   Ved oppbrytning eller annihilasjon tilfører generaliserte ustabile partikler bredbåndede, lavkoherente bølgepakker til mediet. Superposisjonen danner en diffus bakgrunn som legger til små krusninger og bredere hastighetsprofiler i ytterdisken uten å endre den «gjennomsnittlige flatheten».
   Observasjonsgrep: Radiohaloer/-relikvier, diffuse strukturer med lav kontrast og et «kornet» hastighetsfelt — forsterket langs fusjonsakser eller områder med sterkt skjær.

Radial intuisjon

• Indre sone (R ≲ 2–3 Rd): Styring fra synlig materie dominerer; statistisk tensorgravitasjon finjusterer → avgjør «spiss eller flat» kjerne.
• Overgangssone: Bidragene er sammenlignbare → kurven går fra bratt til flat; posisjonen flytter seg med aktivitet og historie.
• Ytre sone (platå): Andelen fra statistisk tensorgravitasjon øker → et høyt, langt platå med svak tekstur.

Kort konklusjon: Platået i ytterdisken ≈ styring fra synlig materie + statistisk tensorgravitasjon; små randkrusninger ≈ lokal tensorstøy.

III. Hvorfor de to relasjonene er så «stramme»

• Masse–hastighet nesten på én linje: Synlig materie både forsyner og rører om, og setter dermed nivået på aktiviteten til generaliserte ustabile partikler. Denne aktiviteten fastsetter platåets hastighetsskala. Derfor kovarierer synlig masse og karakteristisk ytterhastighet av samme grunn, med liten spredning.
• Kraftmatch radius for radius: Total sentripetaltrekk = styring fra synlig materie + den utjevnede tillegg­shellingen fra statistisk tensorgravitasjon. I det indre dominerer «synlig»-bidraget, mens andelen fra statistisk tensorgravitasjon øker utover. Den smidige stafettvekslingen langs radius gir en nesten én-til-én-samsvar.
  Direkte test: Kartlegg dynamiske residualer ved fast radius mot gass-/støvskjær og diffus radiostyrke; forvent samsvar i retning.

Essens: De to stramme relasjonene er to projeksjoner av samme tensorlandskap — én i «masse–hastighet», én i «radius–trekk».

IV. Hvorfor finnes både «spisse» og «flate» kjerner

• Utligningsmekanisme: Langvarig aktivitet — fusjoner, stjerneutbrudd, sterkt skjær — «mykner» det lokale tensorlandskapet, reduserer den indre helningen og gir en flat kjerne.
• Skarpingsmekanisme: Dyp potensialbrønn, stabil tilførsel og milde forstyrrelser bidrar til å gjenopprette eller bevare en spiss kjerne.

Slutning: «Spiss kontra flat» er to yttertilstander av det samme tensornettet under ulike hendelser og miljøer.

V. Legge mange observabler på samme «tensorkart» (operativ veiledning)

1. Størrelser som bør sam­kartlegges:
   • Høyde og radial lengde på platået i rotasjonskurven
   • Strekkretning og senterskjevhet i κ-konturer ved svak/sterk gravitasjonslinseeffekt
   • Skjærstriper og ikke-gaussiske «vinger» i gassens hastighetsfelt
   • Intensitet og orientering for diffuse radiohaloer/-relikvier
   • Orientering av polarisasjon/magnetfeltlinjer (spormerker for langvarig skjær)
2. Kriterier for samkartlegging:
   • Romlig samsvar: Størrelsene over samlokaliseres og er samsrettet langs fusjonsakser, stavakser eller tangenter til spiral­armer.
   • Tidsmessig konsistens: I aktive faser stiger først diffus radioemisjon (støy), deretter — over titalls til hundretalls millioner år — blir platået høyere/lengre (trekk). I rolige faser faller begge i motsatt rekkefølge.
   • Bånduavhengighet: Etter korreksjon for mediedispersjon er retningene til platåer og residualer konsistente på tvers av bånd, fordi de bestemmes av samme tensorlandskap.

VI. Etterprøvbare forutsigelser (fra observasjon til tilpasningsflyt)

1. P1 | Støy først, trekk deretter (tidssekvens)
   Forutsigelse: Etter et utbrudd eller en fusjon øker først diffus radioemisjon (lokal tensorstøy), og — etter ca. 10⁷–10⁸ år — øker platåets høyde og radius (statistisk tensorgravitasjon).
   Observasjon: Felles tilpasninger på tvers av epoker og ringer; kvantifiser forsinkelsen fra støy til platåendring.
2. P2 | Miljøavhengighet (romlig mønster)
   Forutsigelse: Langs akser med høyt skjær eller fusjonsakser er platåene lengre og høyere, og hastighetsfeltet virker mer «kornet».
   Observasjon: Sammenlign sektorvise kurver og diffuse profiler langs stav- og fusjonsakser.
3. P3 | Kryssjekk mellom modaliteter (flere kart)
   Forutsigelse: Den lange aksen til κ, toppene i hastighetsskjær, radiobånd og hovedaksen for polarisasjon er samsrettede.
   Observasjon: Registrer fire kart i samme koordinatsystem og beregn vektorisk cosinus-likhet.
4. P4 | Spektrumsform i ytterdisken
   Forutsigelse: Effekt­spekteret til hastighetsresidualer har en mild helning ved lave–midlere frekvenser, typisk for bredbåndet, lavkoherent lokal tensorstøy.
   Observasjon: Sammenlign topposisjoner og helninger mellom residual­spektra og diffuse radiospektra.
5. P5 | Tilpasningsflyt (parametergjerrighet)
   Trinn:
   • Bruk fotometri og gassfordeling til å sette priorer for den indre helningen fra synlig styring.
   • Bruk stjernedannelsesmetrikk, fusjonsindikatorer, stavstyrke og skjær til priorer for amplitude/skala til statistisk tensorgravitasjon.
   • Bruk diffus radioemisjon og teksturnivå til priorer for bredning fra lokal tensorstøy.
   • Tilpass hele kurven med et lite, delt parameter­sett og kryss­sjekk mot linse- og hastighetsfeltkart.
     Mål: Ett parameter­sett for mange datasett — unngå objekts­spesifikk finjustering.

VII. Hverdagslig analogi

En kolonne kjøretøy i medvind:

• Motoren er styringen fra synlig materie.
• Medvinden er statistisk tensorgravitasjon, som avtar sakte med avstand, men holder farten oppe.
• Små veiribbler er lokal tensorstøy, som gir kurven en svak «korn­struktur».
• Kontrollpanel: gass (tilførsel), veivedlikehold (skjær/aktivitet) og å holde på medvinden (amplituden i tillegg­shellingen).

VIII. Forholdet til det tradisjonelle rammeverket

• Annen forklaringsvei: Tradisjonelt tilskrives «ekstra trekken» en ekstra, usynlig komponent; her føres den tilbake til mediets statistiske respons: en utjevnet tillegg­shelling fra statistisk tensorgravitasjon og lavamplitudetekstur fra lokal tensorstøy.
• Bedre paramet­erøkonomi: Tre beslektede faktorer — synlig tilførsel, langvarig omrøring og en vedvarende tensor­skjevhet — styrer utfallet og reduserer behovet for objekts­spesifikk justering.
• Ett kart, flere projeksjoner: Rotasjonskurver, gravitasjonslinser, gassdynamikk og polarisasjon er ulike projeksjoner av det samme tensorkartet.
• Inkluderende, ikke konfronterende: Selv om en ny komponent oppdages senere, er den bare en mulig mikroskopisk kilde; for hovedtrekkene i rotasjonskurver er de statistiske mediumeffektene tilstrekkelige for en samlet tilpasning.

IX. Konklusjon

Ett og samme tensorlandskap forklarer platået i ytterdisken, de to stramme relasjonene, sam­eksistensen av spisse og flate kjerner og variasjoner i fin tekstur:

• Synlig materie former den grunnleggende indre helningen.
• Statistisk tensorgravitasjon legger på en jevn, robust og langsomt avtagende tillegg­shelling som bærer hastighetene i ytterdisken og «låser» hastighetsskalaen til den synlige massen gjennom en felles årsak.
• Lokal tensorstøy tilfører lavamplitudert «korn» uten å endre det overordnede platået.

Oppsummert: Spørsmålet flyttes fra «hvor mye usynlig materie må legges til» til «hvordan det samme tensorlandskapet formes kontinuerlig». Innenfor denne enhetlige medium­mekanismen er platå, stramme relasjoner, kjernemorfologi og miljøavhengighet ikke separate gåter, men ulike uttrykk for den samme fysikken.