1.7: ความตึงกำหนดจังหวะ (TPR, PER)

หน้าแรก ／ บทที่ 1: ทฤษฎีเส้นพลังงาน

เกริ่นก่อนเข้าเรื่อง: หมวดนี้ ไม่ได้ปฏิเสธกรอบ “บิ๊กแบง–เอกภพขยาย–ΛCDM” ทั้งชุด เราโฟกัสที่ หลักฐานเชิงสังเกต: ความ “เอกสิทธิ์” ของการใช้การเลื่อนแดงของดาราจักรเป็นหลักฐานสูงสุดว่า “เอกภพกำลังขยาย” นั้นอ่อนแรงลงแล้ว เพราะใน กรอบพลังงานเป็นเส้น (EFT) การเลื่อนแดงเกิดขึ้นได้โดย ไม่ต้องอาศัยการขยายทั่วทั้งเอกภพ และยังสอดคล้องกับข้อสังเกตหลัก ๆ

• การเลื่อนแดงจากศักย์ชี้นำของความตึง (Tension Potential Redshift – TPR): ระดับความตึง พื้นหลังเชิงรวม ของ “ทะเลพลังงาน” กำหนด “จังหวะเนื้อแท้” ของทุกสิ่ง; เมื่อจังหวะที่ต้นกำเนิดต่างจากจังหวะที่ผู้สังเกตอ่าน ⇒ เห็นเป็นแดง/น้ำเงิน
• การเลื่อนแดงจากเส้นทางที่กำลังวิวัฒน์ (Path Evolution Redshift – PER): แสงเดินทางผ่านโครงสร้างที่ กำลังเปลี่ยนแปลงอย่างช้า ๆ แล้วสะสม การเลื่อนความถี่แบบไร้สี และ เวลามาถึงที่คลาดเคลื่อน

ลำดับการอธิบาย: ต้นกำเนิด (TPR) – ระหว่างทาง (PER) – ลายเซ็นเชิงสังเกต – ขอบเขตกับทฤษฎีสัมพัทธภาพ – ความสัมพันธ์กับคำอธิบายแบบ “เอกภพขยาย” (พร้อมเกณฑ์แยกแยะ)

I. ทำไม “ความตึง” จึงเปลี่ยน “จังหวะ” ของแสงได้

ให้นึกเอกภพเป็นผิวน้ำของทะเลพลังงาน ความตึงรวม เปรียบเหมือน “ผิวน้ำตึงแค่ไหน” ตั้งสเกลด้วยความหนาแน่นของพลังงาน

• ความตึง สูงขึ้น → จังหวะเนื้อแท้ ช้าลง (กระบวนการเดียวกัน “หน่วง” มากขึ้น)
• ความตึง ต่ำลง → จังหวะ เร็วขึ้น

แสงพก จังหวะของแหล่งกำเนิด ออกมา; เมื่อมาถึงเรา เราอ่านด้วย จังหวะท้องถิ่น จึงเกิดความต่าง “แดง/น้ำเงิน” อย่างเป็นธรรมชาติ

II. ประทับตราที่แหล่งกำเนิด: “ติดยี่ห้อ” ตั้งแต่ตอนปล่อย (TPR)

TPR คือ อัตราส่วนจังหวะระหว่างสองปลาย

• มาจากทะเลที่ ตึงกว่า (ความตึงรวมสูง) → จังหวะที่ต้นกำเนิด ช้ากว่า → เรา เห็นแดง
• มาจากทะเลที่ หย่อนกว่า (ความตึงรวมต่ำ) → จังหวะที่ต้นกำเนิด เร็วกว่า → เรา เห็นน้ำเงิน

จุดยึดเชิงสัญชาตญาณ: ผล “ความสูง” ของนาฬิกาอะตอม การเลื่อนทั้งสเปกตรัมใกล้วัตถุสนามแรง ความสว่างแปรผันในสภาพสุดขั้วที่ “ดูช้า” ล้วนเป็นเวอร์ชันประจำวัน/เชิงดาราศาสตร์ของ ตราจากต้นกำเนิด

ใจความ:

• สีพื้นโดยสองปลาย: ส่วนต่างความตึง รวม ระหว่างจุดปล่อย–จุดสังเกต คือ ส่วนหลัก ของการเลื่อนแดง
• ข้อกำหนดการนับ: หากมีฉากหลังที่วิวัฒน์ ช้าและเกือบไอโซทรอปิก เรา รวม ไว้ในส่วนต่างจังหวะต้นทาง–ปลายทาง เพื่อ ไม่ให้นับซ้ำ

III. ปรับ “หน้าปัด” ระหว่างทาง: เลื่อนแดงแบบ PER

PER คือ “มันเปลี่ยนขณะเราเดินผ่าน” – ไม่ใช่มีเนิน/แอ่งแล้วจะเกิด PER; เงื่อนไขคือบริเวณนั้น ต้องกำลังวิวัฒน์ ระหว่างที่แสง ลอดผ่าน

• ผ่านโซน ความตึงต่ำ ที่ เด้งคืน → ไม่สมมาตรเวลาเข้า–ออก ⇒ แดงรอฟสุทธิ
• เฉี่ยว “หลุม” ความตึงสูง ที่ ตื้นขึ้น → อาจเกิด น้ำเงินรอฟสุทธิ

ฉากตัวอย่าง: ความเบี่ยงเบน อุณหภูมิไร้สี และ เวลามาถึง ใน “จุดเย็น/จุดร้อน” ขนาดใหญ่; เลนส์แรง ที่กำลังวิวัฒน์ เติม เลื่อนความถี่ไร้สีเล็กน้อย และ ไมโครทับซ้อนของความหน่วง บน “อ้อมไกลกว่าเดิม”

ใจความ:

• มี PER ก็ต่อเมื่อ ลำแสง ลอดผ่าน โซนที่ กำลัง เปลี่ยน; โครงสร้าง คงที่ → ไม่ สะสมแดง/น้ำเงินรอฟ
• ไม่ใช่ “อยู่นาน” สำคัญ แต่คือ “ซ้อนเวลานาน”: ต้องให้ “เราเดินทางอยู่” และ “มันกำลังเปลี่ยน” ซ้อนกันนานพอ PER จึงเด่น; ถ้าไม่เปลี่ยน ต่อให้เดินนานก็ ไม่ทบ
• PER เป็น ตัวแปรช้า: ต้องช้ากว่าความแปรผันเนื้อแท้ของแหล่งมาก เพื่อ เลื่อนทั้งเส้น ความสว่างเหมือน “ยืดเท่า ๆ กัน” ไม่ใช่ บิดรูป

IV. เมื่อ “แดงรวม” พูด: ทำไม “สามหลักฐานแข็ง” ไม่เป็นของเอกภพขยายอีกต่อไป

ข้อสังเกตต่อไปนี้ รับรู้เพียงแดงรวม ไม่ถามว่ามาจาก “การขยายเมตริก” หรือ “รีสเกลจังหวะ”

• การยืดเวลาของซูเปอร์โนวา: light curve ยืดสัดส่วนเดียวกัน โดยมาก TPR (อัตราส่วนจังหวะสองปลาย) ครอง; เมื่อผ่านโครงสร้างใหญ่ที่วิวัฒน์ PER เติมสัญญาณ “ไร้สี ช้า” เล็กน้อย ตราบใดที่แดงรวมเปลี่ยน ช้า รูปโค้ง ไม่บิด
• กฎมืดลงของความสว่างผิวแบบ Tolman: หากระหว่างทาง ไม่มี ดูดกลืน/กระเจิง และ ไม่ลำเอียงสี ความสว่างผิวมืดลงตามกฎที่ ขึ้นกับแดงรวมเท่านั้น – ไม่แยก TPR/PER เลนส์เปลี่ยนแค่ “สว่างเท่าไร” ไม่เปลี่ยน “มืดลงตามกฎใด”
• รูปสเปกตรัมคงรูปในหลายสี (ไร้สี): เมื่อแสงเดินตาม เรขาคณิตเชิงแสงที่นิยามโดยความตึง, ไร้การชน ไร้ลำเอียงสี บรรดาสีจะ เลื่อน/สเกลสัดส่วนเดียวกัน; สเปกตรัม ไม่บิด รูปทรงเพี้ยนมักมาจากตัวกลาง “มีสี” เช่น ฝุ่น พลาสมา – ไม่ใช่ TPR/PER

สรุป: การยึดทั้งสามปรากฏการณ์เป็น “หลักฐานพิเศษของการขยาย” ไม่มั่นคง อีกต่อไป; ใน EFT ทั้งหมดผุดจาก แดงรวม (TPR + PER) ได้อย่างเป็นธรรมชาติ

V. ขัดกับสัมพัทธภาพไหม? ไม่ขัด

คงรูปเฉพาะที่ เปลี่ยนได้ข้ามเขต

• มองใน บริเวณเล็กพอ: ความเร็วแสงท้องถิ่น คงที่, นาฬิกาอะตอม ท้องถิ่นเสถียร
• เทียบ ข้ามเขต: ส่วนต่าง ความตึงสองปลาย → ตรา TPR; วิวัฒน์ระหว่างทาง → PER ไมโครจูน
• ไม่แตะต้องค่าคงที่ไร้มิติ; ไม่ให้เร็วกว่าแสง; ไม่พึ่งดูดกลืน/กระเจิงแบบ “แปรรูปจุลภาค”

VI. ความสัมพันธ์กับ “เอกภพขยาย” (ทำไมแดงไม่ใช่หลักฐานเดียว)

1) แก่นคือ “มีตัวแทนได้”: เดิมที “ยืดเวลาซูเปอร์โนวา, กฎ Tolman, สเปกตรัมคงรูปหลายสี” คือ หลักฐานแข็ง ของ “แดงจากการขยาย” ทว่าใน EFT เมื่อการส่งผ่าน ไร้ชน ไร้ลำเอียงสี, ปรากฏการณ์เหล่านี้ก็เกิดเองจาก แดงรวม TPR/PER ดังนั้นตัว “แดง” เอง ไม่พอ ที่จะชี้ว่าพื้นที่–เวลา จำเป็นต้องขยาย; จะเลือกเล่าแบบ “ขยาย” หรือไม่ ต้องประเมิน ร่วม กับตัวชี้แยกแยะอื่น

(“ประวัติแดง = ประวัติจังหวะ”)

• นัยยะ: เมื่อเรานำแสงจากยุคต่าง ๆ กลับมาเทียบที่ จังหวะสังเกตเดียวกัน, ความ “แดงแปรกับยุค” แท้จริงคือน้ำเสียงจาก วิวัฒน์ของความตึงรวม – ซึ่งกำกับโดยความหนาแน่นพลังงาน – นั่นคือ ประวัติของจังหวะ
• แบ่งงานกลไก: TPR ดูแล “จังหวะพื้น” – อัตราส่วนจังหวะ แหล่ง/ผู้สังเกตเป็นตัวหลัก; PER เติม ไมโครจูนไร้สี เมื่อพบโครงสร้างกำลังเปลี่ยน
• ด้านสังเกต: การยืดเวลา กฎ Tolman รูปสเปกตรัมคง – คือภาพของ การรีสเกลจังหวะอย่างสม่ำเสมอ (บวกไมโครจูนจากเส้นทางถ้ามี); ไม่ผูกขาดกับ “การขยายเมตริก”

2) จุดตรวจแยกกับ “ฉบับขยาย” (แนวทดสอบอนาคต)

• แดงลอยตามเวลา (วัดแหล่งเดียวระยะยาว):
  a) ฉบับขยาย: โค้งคาดหมายเฉพาะ มี เปลี่ยนสัญลักษณ์/จุดเลี้ยว ตาม z
  b) ฉบับ TPR: แนวโน้ม เอียงข้างเดียว กำกับโดยอัตราเปลี่ยน จังหวะท้องถิ่น
  c) วัดระยะยาว แยกได้
• มุมเชิงมิติ–แดงที่ตำแหน่งค่าน้อยสุด:
  a) ขยาย: มี z ที่ให้ “มุมเล็กสุด”
  b) TPR: จุดต่ำสุดถูกกำหนดโดย ประวัติจังหวะ, อาจ เหลื่อม จากฉบับขยาย
• สัญญาณเตือนมาตรฐาน (คลื่นความโน้มถ่วง) + มาตรความถี่สัมบูรณ์: หากเทียบเท่า จังหวะแหล่ง (นาฬิกาคลื่น) กับ จังหวะผู้สังเกต อย่างอิสระ จะวัดได้ตรง ๆ ว่า อัตราส่วนจังหวะ เท่าไร; ถ้าเบี่ยงเป็นระบบจาก “ระยะฉบับขยาย” ⇒ หนุน มุมมอง TPR
• ความไร้สีเต็มย่าน: การยืดที่ ขึ้นกับความถี่ อย่างชัด หรือ “หางการกระเจิง” ใด ๆ จะ ขัดแย้ง กับสมมุติฐาน “TPR ล้วน + ไร้การชน”; หากข้อมูลคง ไร้สีเข้มงวด ยาวนาน ⇒ หนุน “ประวัติจังหวะ”

VII. ดมกลิ่น PER ในข้อมูล (ความสามารถแยกแยะ)

• ลายนิ้วมือเบา ๆ ของทิศ/สภาพแวดล้อม: นำ เศษเหลือของแดง, การรวมตัวเลนส์อ่อน, การกระจายโครงสร้าง มาซ้อน; ถ้ามีทิศร่วม/ขึ้นกับสภาพแวดล้อม ⇒ มีโซน “กำลังเปลี่ยนช้า ๆ” บนเส้นทาง
• แยกภาพหลายเส้นทาง: ในเลนส์แรงแบบ หลายภาพ, ค่าส่งกำลัง อาจต่าง แต่ อัตรายืด ของ แหล่งเดียวกัน ต้อง เท่ากัน (แยก “ขยาย” ออกจาก “ยืดเวลา”)
• อิสระต่อสี: หลังหักบัญชี ฝุ่น และ กระจายพลาสมา, อัตรายืด ต้อง เกือบไม่ขึ้นกับสี; หากยังขึ้นมาก ⇒ ผู้ร้ายคือสาร “มีสี”, ไม่ใช่ PER/TPR

VIII. สรุป

• หนึ่งประโยค: ใน EFT, TPR ให้ “จังหวะพื้น”, PER เสริม “ไมโครจูนไร้สี” เมื่อพบโครงสร้าง กำลังเปลี่ยน; ทั้งคู่รวมกันเป็น แดงรวม ที่อธิบาย “สามหลักฐานแข็ง” ในกล้องโทรทรรศน์ได้ จึง ลดทอน ฐานะของ “เลื่อนแดง = หลักฐานเอกสิทธิ์ของการขยายทั้งเอกภพ”
• เงื่อนไขใช้งาน (ฉบับผู้อ่าน): ไม่อาศัยดูดกลืน/กระเจิงแบบ “แปรรูป”; สีต่าง ๆ ร่วมเดินบน “เส้นทางเชิงเรขาคณิตเดียวกัน”; ระหว่างทาง หากไม่วิวัฒน์ จะมีเพียง หน่วงจากทางอ้อม ไร้ แดง/น้ำเงินสุทธิ
• ขยายต่อ: แหล่งกำเนิด ไม่–ขยาย ของ พื้นหลังท้องฟ้า และการเชื่อมกับกรอบในหมวดนี้ – ดู §1.12