3.4 宇宙コールドスポット：経路進化赤方偏移の指紋

目次 ／ 第3章：巨視的宇宙

I. 現象と課題

• 空に目立つ低温域。 宇宙マイクロ波背景（CMB）の全天マップには、広大で安定した、周囲よりわずかに低温の領域が見えます。規模と形状から、単なる偶然のゆらぎとは考えにくいです。
• 源か、道中か。 前景を慎重に除去しても温度低下は観測帯でほぼ変わらず、局所の放射や吸収の影響とは言いにくいです。生まれつき低温なのか、伝播中に変化したのかが論点になります。
• 大規模構造との連関。 視線方向に非常に大きな低密・低張度の体積があることを複数の観測が示唆します。もし本当にそのような領域があれば、経路に依存する効果が自然に疑われます。ただし「どれだけ」「なぜ」冷えたのかを結ぶ物理の鎖を明確にする必要があります。

II. 物理メカニズム

1. 源が低温なのではなく、経路上で“メーター”が変わります。
   エネルギーの糸（Energy Threads）の見取り図では、光はエネルギーの海（Energy Sea）を進む擾乱の波束です。経路上の張力地図が静的なら、入口と出口の周波数変化は打ち消し合い、正味の効果は残りません。ところが、光子が内部を通過している最中に領域が進化すると、出入りに非対称が生じ、残差の無色散シフトが現れます。これが**経路進化赤方偏移（PER）**です。
2. 三つのステップによる因果鎖。
   • 巨大な低張度体積へ入る。 伝播が遅れ、位相の刻みが伸び、スペクトルがわずかに低温側へ動きます。
   • 滞在中も領域が“戻る”。 体積は静止しておらず、宇宙の進化に伴い徐々に回復・浅化します。
   • 出るときの“押し戻し”が不足。 出口では環境が入口と異なり、出口側のシフトが入口側を補い切れません。正味の冷えが残ります。三段すべてがそろって初めて安定した経路進化赤方偏移になります。内部進化がなければ、この印は出ません。
3. 「大きく、緩やか」な体積が必要な理由。
   効果の大きさは、光子の滞在時間と、その間に領域がどれだけ・どちら向きに変わるかで決まります。小さ過ぎたり変化が急すぎたりすると、境界での相殺が強まります。逆に大き過ぎて変化が粗いと、複雑な打ち消しが増えます。顕著なコールドスポットは、「十分に大きく、変化は適度」という条件が整ったことを物語ります。
4. レンズ暗化でも散乱冷却でもありません。
   重力レンズは主として経路と到着時刻を変えますが、面輝度は守られます。散乱・吸収は色依存や形状の汚染を伴います。ここでの指紋は帯域に依らない温度低下であり、物質の遮蔽や媒質の着色ではなく、時間とともに変わる張力地形を指します。
5. 他の構造効果との役割分担。
   広い希薄域では、統計張力重力（STG）（多数の**一般化不安定粒子（GUP）の牽引の統計的総和）が弱く、低張度の背景を与えます。湮滅に伴う不規則な注入は張力背景雑音（TBN）**として境界に細かなテクスチャを刻みます。これらは主に縁取りを整える働きであり、温度低下そのものの主因は、通過中の領域の時間進化です。
6. 経路が違えば、答えも違います。
   同時代に放たれたマイクロ波でも、進化中の低張度体積を避けた光子には経路進化赤方偏移がほとんど現れません。内部を貫いた光子には正味の冷えが残ります。結果として、方向ごとの温度差が自然に生じ、コールドスポットは「変わりつつある領域を通った道筋」の標識になります。

III. たとえ

途中で速度が変わるエスカレーターを想像してください。速度が一定なら、到着時刻は出発点と到着点だけに依存します。中ほどで遅くなると、出口でその遅れを取り戻せず、結局遅れて到着します。コールドスポットも同じです。目的地が低温なのではなく、道中の“速度変化”が位相の刻みを引き延ばしたのです。

IV. 従来記述との比較

• 共通理解：経路項であること。 標準宇宙論は、視線上の重力ポテンシャルの時間進化として表します。本稿では、通過中に張力地形が組み替わると表現します。いずれも「源が低温」ではなく、無色散の経路項だという点で一致します。
• 違い：言葉と強調点。 従来は幾何学・ポテンシャルの積分に重心があります。ここでは媒質の物理――入口・滞在・出口の非対称――に光を当て、進化がどう正味の下方シフトへ変換されるかを示します。観測量の予測は矛盾しません。
• より広い文脈。 同じ「道中での変化」の論理は、強いレンズでの時間遅延や微妙な周波数側の調整にも現れます。進化のない経路では到着時刻だけが動き、温度の基線は動きません。コールドスポットは経路進化赤方偏移の最も明瞭な指紋です。

V. 結論

宇宙コールドスポットは「生まれつき低温」の証拠ではありません。大きく、進化中の低張度体積を横切った光子の痕跡です。入口でのシフトが出口の補償を上回ったため、帯域によらない正味の冷えが残りました。これほど目立つ印をつくるには、①十分に大きな体積を横断する経路、②内部での十分な滞在時間、③その間に実際の進化が起きること――この三条件が同時に必要です。明快な因果鎖に位置づければ、コールドスポットは偶然ではなく、全天マップに刻まれた経路進化赤方偏移の鮮やかな印章です。