4.7 エネルギーはどのように外へ出るか：ポア、軸方向の貫通、縁に沿う帯状サブクリティカル化

目次 ／ 第4章：ブラックホール (V5.05)

エネルギーは絶対的な禁止領域を突破して出ていくのではありません。外向きの臨界帯が局所的にずれるために外へ出ます。小さな領域で外向きに必要な最小速度が、その場所で許される伝播上限を下回ると、外側の臨界境界はその部分で一時的に緩みます。外向きの輸送は常に局所の速度上限に従い、これを上回ることはありません。

I. 臨界帯が「ポア」を生み「溝」を開く理由：動的な臨界性と実在の粗さがもたらす帰結

視界近傍は滑らかな数学的面ではなく、有限の厚みをもつ張力スキンです。次の三つの過程により状態が絶えず書き換えられます。

• エネルギーの海 (Energy Sea) と エネルギーの糸 (Energy Threads) の引き出しと戻し入れが局所の素材配置を組み替え、実質的に伝播上限を上げたり下げたりします。
• せん断、再結合、カスケードが外向きの最も滑らかな経路を並べ替え、必要最小条件を下げたり上げたりします。
• コアからのパルスや外来擾乱が遷移帯にエネルギーと運動量を注入し、いくつかの小領域を「より緩みやすい」状態にします。

その結果、外側の臨界境界には時空間的に細かなうねりが現れます。そこで「許容」がわずかに上がり「要求」がわずかに下がる一瞬の交差が起きると、ポアが点灯します。こうしたポアが一方向に繰り返し現れて互いにつながると、貫通経路や、縁に沿って臨界が下がった帯状の領域が形成されます。

II. 三つの脱出経路はどのように働くか

1. 瞬間的なポア：局所的・短寿命・柔らかいが安定した「ゆっくり漏れる口」

成り立ち

• 閉口： しみ出した細いフラックスが局所張力を下げるか、せん断関係を変化させます。幾何が元に戻ると曲線は再び離れ、ポアは自然に閉じます。
• 開口： 二つの曲線が短時間交差し、その小領域で外側臨界が緩みます。
• トリガー： コアの応力パルスや入射した波束が遷移帯で吸収され、局所の**張力 (Tension)**が少し高まり、幾何が微調整されます。許容曲線がわずかに上がり、要求曲線がわずかに下がります。

性質

• フィードバック： 外逸そのものがトリガー条件を弱め、自己制限的になります。ゆっくり漏れる挙動です。
• 流れの型： 柔らかく厚い成分が中心。強度は大きくないが安定し、自己発振しにくい。
• スケールと寿命： 開口は小さく寿命は短い。マイクロスケールから準環状スケールまでの「窓」が現れます。

起こりやすい状況

• コアの底雑音が高いが、持続的な方向バイアスを欠く幾何。
• 遷移帯が厚く順応性が高い対象、または外乱が頻繁だが振幅が小さい時期。

観測上のサイン

• マルチメッセンジャー： ニュートリノや超高エネルギー宇宙線との相関は想定しません。
• スペクトルとダイナミクス： 柔らかく厚い成分が増える。赤外・サブミリ、軟X線が目立つ。新しいジェットノットの射出や顕著な加速の兆候は乏しい。
• 時間： 帯域間の分散補正後、小さな共通ステップが現れ、その後に弱くゆっくりしたエコー包絡。全体として「ベースが持ち上がる」印象。
• 偏光： 点灯部で偏光度がわずかに下がる。位置角は滑らかにねじれ続け、急反転はまれ。
• 像面： 主リングが局所的あるいは全体として穏やかに増光。該当方位でリング幅がわずかに厚くなる。内側の淡いサブリングが一時的にくっきり見えることがある。

整合的な現象

• 量子トンネル： ブラックホールのポアと量子トンネルは同じ論理に従います（6.6節参照）。

2. 軸方向の貫通：自転軸に沿う硬く直線的な輸送

成り立ち

• 導波効果： チャネルが軸方向の擾乱を導き、横方向の散乱を抑制します。事実上、軸方向の許容が上がり、要求がさらに下がります。
• 連結： 軸上で隣接するポアが繰り返し点灯すると、つながりやすく、細く連続した低インピーダンスのチャネルができます。
• 事前のバイアス： 自転が、コア近傍の張力とせん断を軸方向のテクスチャへと整列させます。軸方向では「要求」が他方向より恒常的に低くなります。

性質

• ボトルネック： 最も狭い喉部がフラックス上限を決めます。ここが詰まると総出力が制限されます。
• しきい値： 形成後は自己維持的で、供給が衰えるか強いせん断で裂けない限り消えにくい。
• 流れの型： 硬い成分の比率が高い。直線的で強いコリメーション。長時間の負荷に耐えます。

起こりやすい状況

• 供給方向が軸と整合すると持続しやすい。
• 自転が顕著で、コア近傍の軸方向整列が長期に保たれる系。

観測上のサイン

• マルチメッセンジャー： 高エネルギーニュートリノとの事例的な統計相関。ジェット末端やホットスポットが超高エネルギー宇宙線の加速場になりうる。
• スペクトルとダイナミクス： ラジオからガンマ線までの非熱的なべき法則。高エネルギー端がより強い。ノットの外方移動、コアシフト、加速・減速区間が観測される。
• 時間： 硬く速いフレアが分〜日スケールで発生。帯域間はほぼ同時で、高エネルギーがわずかに先行。小さな準周期ステップがノットとともに外へ伝搬。
• 偏光： 高偏光度。位置角はジェットに沿って区間的に安定。横断方向のファラデー回転勾配がよく観測される。コア近傍の偏光はリングの明るい扇区と同調。
• 像面： 直線的でよくコリメートされたジェット。コア付近が明るくなり、外向きに移動するノットが見える。見かけ上の超光速が現れることも。反対向きジェットは弱いか不可視。

3. 縁に沿う帯状サブクリティカル化：接線・斜行に広がる分散と広域リプロセス

成り立ち

• エネルギー再配分： エネルギーは帯に沿って横方向から外側へと移動し、散乱と熱化を繰り返して広い面積でリプロセスされます。
• 帯の連結： 隣接する低インピーダンス帯が横方向の引き込みで整列すると、接線方向や斜行方向へ伸びる帯状の回廊ができます。
• せん断整列： 遷移帯が点在する起伏を帯へと引き伸ばし、その間に低インピーダンスの「市松模様」を形作ります。

性質

• 可塑性： 外乱への感受性が高く、長期に残る幾何学的バイアスが「書き込まれ」やすい。
• 律動： 経路が長く散乱が多いぶん立ち上がりは遅く、余韻は長い。
• 流れの型： 中速で厚いスペクトル、広い被覆。リプロセスとディスク風様の流れが優勢。

起こりやすい状況

• 強い事象の後、帯が伸長したり空間コヒーレンスが高まる時期。
• 遷移帯が厚く、せん断整列の長さが大きい対象。

観測上のサイン

• マルチメッセンジャー： 主に電磁的証拠。銀河スケールでは、加熱・除去されたガスがフィードバックの痕跡を残す。
• スペクトルとダイナミクス： リプロセスと反射が強化。X線反射と鉄線が際立つ。ディスク風によるブルー吸収や超高速アウトフローが明瞭。温かいガス・高温ダストによる赤外・サブミリが増え、スペクトルが厚くなる。
• 時間： 時間スケールはゆっくり（時間〜数か月）。帯域間の遅延は色依存。強い事象後は帯状活動が長引く。
• 偏光： 中程度の偏光度。帯の内部で位置角が区間的に変化。帯の反転が縁の増光と並ぶ。多重散乱による脱偏光。
• 像面： リング縁の帯状増光。ディスク面に広角のアウトフローと靄状の広がり—細い針状ではなく「太い」印象。コア近傍に拡散光やハロー。

III. 何が点火し、何が供給するか：トリガーと負荷

1. 内部トリガー
   • せん断パルス： コアの大規模うねりが応力パルスを遷移帯へ押し出し、許容を短時間引き上げます。
   • 再結合アバランシェ： ミクロな再結合の連鎖が幾何を滑らかにし、要求を押し下げます。
   • 不安定粒子の解体： 短寿命のもつれが広帯域の波束を撒き、底雑音を支え、着火確率を高めます。
2. 外部トリガー
   • 入射波束： 高エネルギー光子・宇宙線・外来プラズマが遷移帯で吸収・散乱され、局所の張力を高めたり経路を磨いたりします。
   • 落下塊： 不規則な塊が衝突して、せん断と曲率を一時的に並べ替え、より広い緩みの窓を開きます。
3. 負荷配分
   • コア供給 は連続的なベースフローと断続的パルスを与えます。
   • 外部供給 は突発的な上積みと幾何の「研磨」を加えます。
   • その重ね合わせで、今どの経路が点灯しやすいか、どれだけのフラックスに耐えるかが決まります。

IV. 配分の原則と動的スイッチング

1. 配分原則： その時点での「抵抗」が最小の経路が最大の取り分を得ます。ここで抵抗とは、**経路 (Path)**に沿った（要求 − 許容）の線積分として捉えます。
2. 負のフィードバックと飽和： フラックスが通ると局所の張力と幾何が変わり、抵抗も変化します。ポアは流れるほど自ら閉じ、貫通は喉部の限界まで「太らされ」、帯状回廊は加熱・肥厚して遅くなります。
3. 代表的な切り替わり
   • ポア群 → 貫通： ある向きで頻繁に同所化するポアが、せん断で距離を縮めつながり、安定したチャネルへ合流します。
   • 貫通 → 帯： 軸方向の喉部が裂ける、または供給が変わると、フラックスは接線・斜行へ回り、広域リプロセスとして現れます。
   • 帯 → ポア群： 帯が島状にちぎれ、幾何の連続性が下がると、点状のゆっくり漏れる経路が主になります。
4. 記憶としきい値
   • 記憶時間が長い系ではヒステリシスが生じ、段階的な「贔屓」が現れます。
   • しきい値は供給・せん断・自転に依存します。環境が緩やかに変わると配分は滑らかに遷移し、急変すると素早く反転します。

V. 境界と自己整合性

• すべての外逸は臨界帯の移動に由来し、絶対禁止の突破ではありません。局所の密度 (Density) と 張力 (Tension)、およびその**張力勾配 (Tension Gradient)**が速度上限を定め、どの経路もこれを超えません。
• 三つの経路は別個の「装置」ではなく、同一のスキンが向きと負荷の違いに応じて示す作動モードです。

VI. ワンページ速見表：観測像を機構に当てはめる

• リングが小窓状にほんのり増光し、偏光がやや下がり、ソフト成分が持ち上がり、ジェットノットが見えない → 瞬間的なポア。
• コリメートされたジェット、硬く速い変動、高偏光、移動するノット、場合によってはニュートリノ → 軸方向の貫通。
• リング縁の帯状増光、広角の外向きフロー、遅い時定数、強い反射とブルー吸収、厚い赤外スペクトル → 縁に沿う帯状サブクリティカル化。

VII. 要するに

外側の臨界境界は呼吸し、遷移帯は音程を整えます。引き出しと戻し入れが素材を変え、せん断と再結合が幾何を上書きし、内部・外部の出来事が点火を与えます。外向きの輸送は、点状のポア、軸方向の貫通、縁に沿う帯状サブクリティカル化という三つの経路に整理されます。どれがより明るく、より安定し、より長く続くかは、その時もっとも抵抗の少ない**経路 (Path)**であるかどうか、そして通過するフラックスがその経路をどこまで作り替えるかで決まります。これは完全に局所的で速度上限に従うゲーティング機構であり、視界近傍が実際に仕事をする方式です。