3.2 宇宙電波背景の「過剰」：隠れた点源なしで底上げが起こる理由

目次 ／ 第3章：巨視的宇宙

用語. 本節では、広がった電波の“余剰ベース”を**テンソル局所ノイズ（TBN）**と読みます。これは、**一般化不安定粒子（GUP）**が脱構築／消滅する際に媒質へエネルギーを注ぐことで生じます。さらに、**統計的テンソル重力（STG）**の平均的な「地形」とは弱く共変します。以後、これらはすべて日本語の全称のみを用います。

I. 現象と課題

• 余計な“下地”。
  銀河・クエーサー・ジェット・超新星残骸などの識別可能な電波源を差し引いても、全天の拡散電波輝度がなお高く、地図全体を支える“下地”があるように見えます。
• 角度は滑らか、スペクトルは広帯域。
  小さな粒立ちは弱く、スペクトルは広帯域で狭線を欠きます。単一のエンジン群の合唱ではありません。
• 「未分離の小点源を足す」説明の破綻。
  そのために必要な数・フラックス分布は小角スケールのパワーを過剰に増やし、観測と矛盾します。また、必要な総数や進化史は超深観測の数え上げと合いません。
• 補助的特徴。
  強い等方性（きわめて活動的な領域のみわずかに上昇）、低い純偏光、長期的に安定なベース。

要点： これはほんとうに拡散した“下地”であり、「見えない小さな灯りの総和」ではありません。

II. 物理的な読み替え

1. 下層イメージ：一般化不安定粒子の“来ては去る”。
   エネルギーの海では、一般化不安定粒子が引き出され、短時間生き、すぐに脱構築／消滅します。そのたびに弱く広帯域で低コヒーレンスな波束が媒質へ戻り、個々は微小でも数は膨大です。
2. テンソル局所ノイズ：細片の重ね合わせで“下地”を作る。
   無数の独立した波束が時空的に統計加算され、拡散・広帯域・低コヒーレンスなベースが自然に生まれます。これが“過剰”の外観を満たします。
   • まぶしくなく底上げ： ベースだけが上がり、密な明点は生みません。
   • 滑らかなスペクトル： 不規則な波束の合成で、固定遷移や共通メトロノームではありません。
   • 等方性の強さ： 生滅はほぼ至る所で起こり、宇宙時間でよく平均化されます。
   • 構造との弱い共変： 特定の源族の指向ビームではなく、統計的テンソル重力の地形に対し弱く同調するのみです。
3. 電波が最も敏感な理由。
   電波干渉計は広帯域・低コヒーレンスの総和を最も効率よく積分し、遠方の多数の弱い波束を可測な下地として読みます。高周波では、塵や散乱がこの総和を覆い隠しやすく、電波窓のほうがむしろ“澄んで”います。
4. 統計的テンソル重力との弱いが実在の共変。
   一般化不安定粒子の活性は合体・ジェット・強せん断と相関します。したがってテンソル局所ノイズの平均振幅はその地形にわずかに起伏し、活動的な領域でわずかに明るくなりますが、大域平均では依然として滑らかです。
5. エネルギー勘定と像の勘定。
   余剰輝度は、脱構築／消滅時の継続的なエネルギー注入が賄います。外観としては、上がった拡散ベース（テンソル局所ノイズ）—滑らか・広帯域・等方的—として表れます。
6. スペクトル・偏光・時変の期待。
   スペクトルはなめらかな冪則または緩やかな曲がりで狭線はなく、領域差は小さい。偏光は小さく、せん断で磁場がそろう縁帯のみわずかに上昇。時間変化は小さく、主要な合体／ジェット後に遅延した弱い持ち上がりが見えます（“まずノイズ”の放射側）。

III. 検証可能な予測と照合

• P1｜角パワースペクトル。
  予測： 小角スケールのパワーは「未分離点源」モデルより明確に低く、大角では滑らかな緩斜面。
  判定： 深視野の CℓC_\ellCℓ​ を点源外挿と比較し、小スケールがより平坦ならテンソル局所ノイズを支持。
• P2｜スペクトルの滑らかさ。
  予測： 天域平均スペクトルに狭線がなく、緩やかに曲がる。領域ごとの指数差は小さい。
  判定： 多周波フィットが、複数の狭機構の合成より「滑らか・漸変」を選好。
• P3｜統計的テンソル重力との弱い共変。
  予測： 透鏡 ϕ/κ\phi/\kappaϕ/κ や宇宙せん断と弱い正の相関。
  判定： 交差相関が小正で、活動的環境ほど強まるなら想定どおり。
• P4｜事象の時系列：先にノイズ、後から牽引。
  予測： 合体軸・衝撃前縁・ジェット周縁で、テンソル局所ノイズが先にわずかに上がり、その後に統計的テンソル重力が深まる。
  判定： 多エポック監視で、拡散電波と動力学／レンズ指標の遅れを比較。
• P5｜低い純偏光。
  予測： 全天の偏光は低保持で、幾何学的に明るくなる縁帯のみ緩やかに上がる。
  判定： 広視野の偏光図が「低—安定—縁で微増」を示すか。

IV. 従来解釈との対比

• 「隠れた小電球の海」ではない。
  点源総和だけなら地図が過度に粒立ち、深い数え上げや進化史とも矛盾します。
• 単一の“統一エンジン”でもない。
  単機構は狭線や偏光の指紋を残しがちです。ここでは広帯域・無狭線・低偏光の下地が、無数の不規則波束の重ね合わせに適合します。
• 一枚の図で複数の特徴を整合。
  同じ「媒質×統計」過程が、明るさ上昇・スペクトル滑らかさ・高い等方性・弱い粒状性・弱い共変を一度に説明します。

V. モデリングとフィット（実務ガイド）

1. 手順。
   • 前景除去： 銀河シンクロトロン／フリー–フリー／ダストと電離圏を一貫処理。
   • 二成分空間モデル： 等方的ベース＋統計的テンソル重力の地形と弱く共変するテンプレート。
   • スペクトル事前情報： 滑らかな冪則または緩曲；狭線優勢を禁止。
   • 小スケール拘束： 角パワースペクトルで「点源的粒状」を抑え、未分離の裾を制限。
   • 交差検証： ϕ/κ\phi/\kappaϕ/κ・宇宙せん断・合体サンプルと共地図・共時検証。
2. クイックチェック。
   • 小スケールの CℓC_\ellCℓ​ は点源外挿より滑らかか。
   • 多バンドスペクトルは滑らかで漸変か。
   • 交差相関は小正で、活動域ほど強いか。
   • 純偏光は低く、縁帯のみ微増か。

VI. 比喩

遠い都市交通のうなり。 聞こえるのは一台のエンジンではなく無数の車の低いうねりです。ノイズの底が上がり、耳障りではなく、安定して続きます。拡散電波の“過剰”も同じ振る舞いです。

VII. 結論

• 物理的原因： 過剰な電波背景は、一般化不安定粒子の脱構築／消滅で放たれた弱い広帯域波束が長期に統計加算されたテンソル局所ノイズによる、持ち上がった拡散ベースと読むのが最適です。
• 空間関係： テンソル局所ノイズは統計的テンソル重力の地形と弱く共変し、活動域でわずかに明るく、全天では滑らかです。
• 問いの転換： 「見えていない点源はあと何個か」ではなく、「生滅が続くと媒質はどんな拡散ベースを自ずと築くか」。
• 整合する全体像： 3.1 および 2.1–2.5 と同じループが閉じます。生存期には一般化不安定粒子が海を引き（統計的テンソル重力）、解体期にはノイズを撒き（テンソル局所ノイズ）ます。二つの顔は同源で弱く共変し、検証可能な統一叙述を構成します。