3.7 赤方偏移空間のゆがみ (Redshift): 張力場が組織する視線方向の速度効果

目次 ／ 第3章：巨視的宇宙 (V5.05)

I. 現象と課題

• 典型的な二つの見え方があります。赤方偏移をグラフの軸で距離として扱うと、銀河団は視線方向に引き延ばされ、細長い「フィンガー（指）」のように見えます。より大きなスケールでは、相関の等値線が視線方向に圧縮され、銀河団やフィラメントの方向へと広い「つぶれ」を示します。
• よくある説明は、前者を銀河団内部のランダムな熱運動、後者を線形スケールでのコヒーレントな流入に帰します。定性的には首肯できますが、環境依存性、方向選択性、そして裾の重い速度分布を、対象ごとの恣意的な調整なしに説明するのは困難です。両者を一つの物理像で組織する「背後のオーガナイザー」が示されていない点も問題です。

II. 物理メカニズム

要点は、速度が独りで生まれるのではなく、まず張力場が「地形」を定めることです。地形が定まると、物質と摂動は特定の流れ方と揺らぎ方へと組織され、赤方偏移空間の二つの見え方――「フィンガー」と「つぶれ」――が自然に現れます。エネルギー糸理論 (EFT) では、この地形は エネルギー海 (Energy Sea) と エネルギー糸 (Energy Threads) の相互作用から生じる、運動と揺らぎを導く弾性的な構造化媒体だと捉えます。

1. フィンガー・オブ・ゴッド効果：深い井戸、せん断、向きのロックイン

• ノードの張力井戸：銀河団や超銀河団のノードでは井戸がより深く急峻になり、周囲からの流入を絞り込み、井戸軸に沿う速度成分が増します。
• せん断帯と裾の重い分布：井戸の斜面は滑らかではなく、同方向の層が異なる速度で滑る「せん断帯」が生じます。これにより本来は整った流入が微小な揺らぎや微小渦へと細分化され、視線方向の速度分布は広がって非ガウス的な裾の重い形になります。さらに、糸の微小リコネクション（しきい付近での瞬間的な切断・再結合・再閉）により張力がパルス的に放出・再配分され、重い裾がいっそう強まります。
• 向きのロックイン：せん断帯と微小リコネクションは、フィラメント‐ノード軸に沿って配向しやすく、この主軸が視線とほぼ同一直線上にあると、システムは顕著な「フィンガー」へと伸長します。
• 読み取りの指針：「裾の重い速度分布」と「視線方向の伸長」が同じ場所で見えるなら、斜面でのせん断と微小リコネクションが主要因である可能性が高いと判断できます。

2. カイザー圧縮：長い斜面、コヒーレント流入、射影

• 大域的な長斜面：ノードへ物質を運ぶフィラメントに沿って、張力場は滑らかで持続的な下り勾配を形成します。
• 組織化された速度：物質はこの斜面を下り、速度成分は系統的にノードへ向くようにそろいます。視線方向で観測すると、同符号のバイアスが現れます。
• 幾何学的射影：赤方偏移を距離として描くと、このバイアスにより相関の等値線は視線方向に圧縮され、古典的な「つぶれ」のシグネチャになります。
• 読み取りの指針：フィラメント‐ノード幾何でのチャネル状流入と平行に、圧縮された等値線が並ぶなら、「長い斜面＋コヒーレント流入」という共通の指紋です。

3. 両効果が同じ天域で共起しやすい理由
   同じ張力地形の中に、ノードの局所的で急な下り（井戸）と、ノードへ続く広域の斜面（フィラメント）が同居します。したがって内側には「フィンガー」が、外側には「つぶれ」が表れます。相反する現象ではなく、同一地形を半径の違う二つの視点から見た側面です。
4. 環境と追加のオーガナイザー

• 一般化不安定粒子 (GUP) が作る統計的張力重力 (STG)：合体・星形成・ジェット活動が活発な環境では、多数の短寿命励起が重なり、滑らかで持続的な内向きバイアスが生まれます。井戸は引き締まり、斜面は深くなり、「フィンガー」の伸長は強まり、「つぶれ」の範囲も広がります。
• 張力背景雑音 (TBN)：対消滅的なエネルギー放出に由来する不規則な波束が、広帯域・低振幅の背景を作ります。とくに井戸の斜面や鞍点付近で、速度やスペクトル線がわずかに広がります。基本的な「フィンガー／つぶれ」のパターンは変えませんが、縁により現実的な粒状感を与えます。

III. たとえ

深い窪地（ノード）と、そこへ続く長い進入ランプ（フィラメント）をもつ地形を想像してください。人の流れはランプに沿って整然と下り、正面から見ると群衆は「つぶれて」見えます。縁では層状の地面がところどころ滑り、わずかに崩れます（せん断と微小リコネクション）。その結果、列は視線方向に引き延ばされ、前後の速度差が拡大し、「フィンガー」が立ち上がります。

IV. 従来像との比較

• 共通理解：銀河団内部の速度分散はフィンガー状の伸長を、広域のコヒーレント流入はつぶれを生みます。
• 本稿の付加点：オーガナイザーを特定します。張力井戸と長斜面が地形を与え、斜面でのせん断と微小リコネクションが裾の重い分布と向き依存の伸長を、長斜面が大域的圧縮を説明します。活動的な環境では統計的張力重力が強度とスケールを同時に調整し、張力背景雑音が縁の広がりを現実的にします。対象ごとのパラメータ微調整への依存を減らし、効果がどこで・なぜ強まる／弱まる／位置を変えるのかを一貫して説明できます。

V. 結論

• ノード井戸＋斜面せん断と微小リコネクション → 裾の重い速度分布と視線方向の伸長（フィンガー）。
• フィラメント‐ノード斜面＋コヒーレント流入 → 視線方向に圧縮された相関等値線（つぶれ）。
• 活動的環境 → 統計的張力重力が両シグネチャを強化し、張力背景雑音が縁に粒状のディテールを与えます。

赤方偏移空間の歪みは、速度の孤立した奇現象ではありません。「地形 → 組織化 → 見え方」という連鎖の自然な投影です。フィンガーとつぶれは、同じ張力地図を異なる半径で眺めた二つの側面にすぎません。