3.8 初期ブラックホールとクエーサー：高密度ノードにおけるエネルギー糸の崩壊

目次 ／ 第3章：巨視的宇宙

用語と前提

本節は、海―糸―張力の見取り図に基づいて説明します。以後、媒質中で運動と揺らぎを組織する導波構造をエネルギー糸 (Energy Threads)、それを支える弾性的媒質をエネルギー海 (Energy Sea) と呼びます。高密度の宇宙ノードでは、一般化不安定粒子 (GUP) が生存中に内向きの統計的張力重力 (STG) を重ね合わせ、崩壊時には弱い波束を再注入して張力背景雑音 (TBN) を形成します。以下では、これらの日本語名称のみを用います。

I. 観測事実と課題

宇宙初期に、すでに非常に大きな質量のブラックホールと高輝度のクエーサーが見つかっています。小さな種から長い吸込みと多数の合体を経て増えるだけでは、時間とエネルギーの帳尻が合いにくいです。さらに、強くコリメートされたジェット、ミリ秒〜分スケールの急速な光度変動、金属や塵の「早すぎる」出現などを、高い吸込み率だけで説明しようとすると、仮定がばらばらに増えがちです。そこで、急速な種形成・強い放射・安定コリメーション・高速変動・化学進化の前倒しを一度に結びつける仕組みが要ります。

II. 全体像：高密度ノードにおけるエネルギー糸の崩壊

ノードは高密度かつ高張力という環境です。この場では不安定粒子が頻繁に生成と崩壊を繰り返し、その統計効果として内向きの牽引（統計的張力重力）が底上げされる一方、広帯域で低コヒーレンスの揺らぎ基盤（張力背景雑音）も積み上がります。二つが重なって、エネルギー糸のネットワークは中心へ向けて指向性を増しながら集束します。内向き張力＋微小トリガー＋連結した供給が共同のしきい値を超えると、ネットワークは一挙に崩壊して「片方向」のロックド・コア（有効事象の地平）を作り、原初の種が一歩で生まれます。コア境界ではせん断と再結合が張力を放射へ変換します。極方向の低インピーダンス通路が自然にジェットをコリメートし、その通路に沿った継続的供給によって質量と光度が並走して増大します。

III. プロセス分解：雑音増幅から共進化へ

• トリガー段階：高密度＋高張力＋雑音の利得
  ノード周辺には急峻な張力勾配と高い密度があり、内向きの盆地のような地形ができます。生存中の不安定粒子が媒質を内向きに締め付けるため、ポテンシャル斜面が深くなり、流れが方向性をもって集まります。崩壊で再注入される不規則な波束は時空的に重なり合い、微小トリガーと微小再配置として働き、糸束の相関を一度ほどいてから**「最小張力経路」へと再指向させます。勾配が十分なら、糸も流れも自発的に整列**し、自己加速的な収束に入ります。
• 臨界越え：全体崩壊とロックド・コアの核形成
  内向き張力・攪乱注入率・供給の連結性が同時に閾値を超えると、中心のネットワークは閉鎖・再構成され、片方向のコアに変わります。中間段の「星→残骸→多段合体」を踏まずとも、引き金体積における密度・張力・雑音の配分で初期質量が決まります。コアの内側では高密・高張力の自己保持状態がすぐ整い、外側では統計的張力重力が物質を供給し続けます。
• 境界でのエネルギー放出：クエーサー放射の原資
  高せん断層と微小再結合の薄板が境界に形成され、張力応力がパルスとして電磁波束と帯電流体へ放出されます。たとえば、核近傍の再処理（コンプトン化・熱化・散乱）でスペクトルはラジオから X/γ へ広がります。再結合パルスの高速成分が供給ゆらぎの低速成分に重なり、ミリ秒〜分〜時〜日の階層的な変動が自然に現れます。境界がエネルギーを外へ輸出する一方で、大域的な牽引が燃料を内へ輸入し続けるため、高輝度と高吸込みは両立します。
• 極方向の通路：ジェットが生まれ、保たれる理由
  回転や慣性の影響で張力場は極方向に低インピーダンスの「回廊」を開きます。攪乱波束や帯電プラズマはこの回廊を優先的に通って外へ流出し、強くコリメートされたジェットになります。回廊は方向性のある張力で維持され、多くの場合、母体フィラメントの主軸と整列します。外縁ではホットスポット、終端弓状構造、二葉形の形態が階層的に現れます。
• 共進化：原初の種から超大質量ブラックホールと標準的クエーサーへ
  連結した張力回廊が高スループットの供給を保証し、異方的なエネルギー輸出（ジェットやファンネル）により局所的な放射上限が実質的に緩み、質量がすばやく増えます。複数の原初コアが合体すると張力ネットワークが描き替えられ、弱重力レンズの残差や経路の微小バイアス、異方的せん断などの地形メモリが大域的に残ります。極回廊が強く再結合が頻繁ならラジオ・ラウド、回廊が弱く核近傍の再処理が優勢ならラジオ・クワイエットになります。エンジンは同じで、幾何と供給が異なるだけです。

IV. 時間とエネルギーの勘定：なぜ「早すぎ・大きすぎ・明るすぎ」が成り立つか

全体崩壊は、星残骸由来の種より桁違いに重い初期質量を与えるため、時間的な制約が最初から緩みます。回廊供給と異方的輸出は、等方仮定を上回る実効的な質量増加率をもたらします。さらに、境界のせん断・再結合が張力を直接放射へ変換するので、厚く遅い乱流カスケードに頼らずにエネルギー収支が閉じます。強いジェットや外向き流、および回廊内の高エネルギー再処理によって、金属や塵が早い段階で周囲へ注入・輸送され、「化学時計」も短縮されます。

V. 従来図との比較と利点

1. 共通点：高密ノードは自然の「建設現場」であり、高輝度はフィードバックを伴い、ジェットと高速変動は広く見られます。
2. 相違点・利点：
   • 短い種形成の鎖：全体崩壊が一歩でコアをロックし、星残骸ルートを迂回して「初期質量が大きすぎる」問題を緩和します。
   • 吸込みと両立する輝度：せん断・再結合が効率よくエネルギーを外へ出し、統計的張力重力が供給を確保するため、放射と吸込みは対立せず並走します。
   • 一枚の地図から多くの観測量：コリメーション、急速変動、化学の前倒し、わずかに高い拡散背景は、同じ張力ネットワークの力学から自然に出ます。必要なパラメータや仮定が少なくて済みます。
   • 包摂性：通常の吸込みや合体も上乗せできます。この機構はより大きな初期質量と強い組織性を与える枠組みです。

VI. 検証可能な予言と判定（反証可能性に向けて）

• P1｜三枚の地図の同視野整列：同一視野で、κ/φ レンズマップ・電波のストライプ／ホットスポット・ガス速度場が極方向に整列し、同じ張力回廊を写し取ります。
• P2｜段付き変動スペクトル：高エネルギー光度曲線のパワースペクトル密度は区分的になり、高周波側は再結合パルス、低周波側は供給ゆらぎが担い、活動度に応じて両者が共変します。
• P3｜ジェット―環境の「メモリ」：ジェット軸は宿主フィラメントの主軸と共線を保ち、合体後には測定可能な軸回転／フリップと、異方的せん断の「エコー」が現れます。
• P4｜幾何依存の早期金属・塵注入：極回廊が強い系では、小さな極角方向で金属量と塵指紋が高く、電波ホットスポットと同向に相関します。
• P5｜弱重力レンズと到着時刻差の同相ドリフト：活動期には、弱レンズ残差と到着時刻の微差が同じ向きに漂い（「まず雑音、その後に牽引」）、κ/φ の微更新と対応します。
• P6｜重力波と電磁波の二重メッセンジャー結合：大質量合体では、経路項により色消しの到着時刻ミクロ差が生じ、合体の前後で κ/φ マップが主軸に沿って再描画されます。

VII. 1.10〜1.12 節との整合（用語と因果の役割）

不安定粒子は高密・高張力の場で頻繁に生成・崩壊し、生存期の寄与が統計的張力重力となり、崩壊の再注入が張力背景雑音となります。統計的張力重力はノードの斜面を深め、回廊を整列させて牽引と連結供給を与えます。張力背景雑音は微小トリガーと広帯域再処理を担い、高速変動や細部の変調に寄与します。すなわち、牽引の土台→トリガーと再処理→幾何と回廊という役割分担で因果ループが閉じます。

VIII. たとえ（抽象を可視化する）

雪崩が堰をつくる：無数の小崩れが雪面全体を谷底へ押しやり（統計的張力重力）、厚みと騒ぎがしきい値を同時に越えると、層が一気に滑って堰が立ち上がります（ロックド・コア）。山稜は張力回廊として供給を続け、堰の縁ではせん断／再結合のエネルギーが放出され、谷軸に沿って真っ直ぐな水柱（ジェット）が立ち上がります。

IX. 要約（ループの締めくくり）

• 臨界ロック：三要素がしきい値を越えると、ネットワークは塊として崩壊し、原初の種を一歩で播きます。
• 境界からのエネルギー輸出：せん断と再結合が張力を広帯域放射に変えて高速変動を生みます。
• 極回廊：低インピーダンスの通路がジェットをコリメートし、金属と塵を早期に注入します。
• 共進化：回廊が高スループットを保証し、質量と光度が並走して増え、合体は「地形」を描き替えて環境メモリを残します。

このように、雑音増幅→臨界ロック→境界放射→極回廊→共進化という連鎖として見ると、「早すぎ・大きすぎ・明るすぎ」は、高密度ノードにおけるエネルギー海とエネルギー糸の集団的応答として無理なく位置づけられ、仮定は少なく、幾何学的・統計的な検証指紋は多く得られます。