4.10 証拠エンジニアリング：どう検証し、どの指紋を追い、何を予言するか

目次 ／ 第4章：ブラックホール

本節では、第4.1〜4.9で描いた「素材レイヤ」の像を、実際に検証可能な証拠へ落とし込みます。前半は検証実験の設計、後半は反証可能な予言です。読み終える頃には、どの観測帯で、どの手段を使い、どの量を見れば、動的臨界帯・遷移帯・三つの外向き経路を実証できるか（あるいはこの枠組みを退けるか）が分かります。

I. 検証ロードマップ：三本柱と二つの補助線

• 像面（mm／サブmm VLBI）：主リング・サブリング・長寿命の明るい扇区の幾何学的安定と微弱な「呼吸」を追います。
• 偏光（ピクセル別の時系列）：偏光度と位置角の時間変化を測り、リング上の明るさ幾何と同所で、滑らかなねじれや帯状の反転が起きるかを確かめます。
• 時間（帯域横断・デスパージョン補正後）：バンド共通の段差とエコー包絡を探し、像面・偏光と同じ窓で起きるかを突き合わせます。
• スペクトルとダイナミクス（補助）：硬／軟成分の揺り戻し、反射・吸収の強度、外向きに移動するノット、コア周波数のシフトを見ます。
• マルチメッセンジャー（補助）：高エネルギー・ニュートリノや超高エネルギー宇宙線候補との時空間一致、合体重力波とのエネルギー収支の整合を検査します。

可能な限り、この五本を同一イベント窓で整列させます。判定規則：単独の線では合格にしません。少なくとも三線の同時成立が必要です。

II. テスト1：動的臨界帯は本当に存在するか

見るべきもの：リング直径はほぼ一定だが、方位で厚さが変わること。主リング内側により淡く細いサブリングの族が分解でき、夜をまたいで再現すること。強いイベント中に、リング厚と明るさに同相の微小な**「呼吸」**が現れること。

なぜ反証になり得るか：長期観測でリングが完全な幾何学的線として振る舞い、サブ構造の蓄積も、イベントに応じた前後進も見えないなら、「厚みを持ち呼吸する皮層」は成り立ちません。逆に、安定した主リング・再現性あるサブリング・小振幅の呼吸がそろえば、皮層が滑面ではない直接証拠です。

最小構成：高周波同時（例：230/345 GHz）のVLBI動画像化。リングモデルを差し引き、残差に安定サブリングを探索。イベント前後で厚さ–明るさの共分散を統計します。

III. テスト2：遷移帯は「ピストン層」として働くか

見るべきもの：強イベント後に、デスパージョン補正すると共通の段差がほぼ同時に立ち上がること。続いてエコー包絡が現れ、二次ピークが弱まり、ピーク間隔が伸びること。同じ窓の像・偏光で、明るい扇区の強化と帯状反転の活性化が見えること。

なぜ反証になり得るか：段差が厳密に分散則どおりにばらける、あるいはエコーの振幅・間隔が一貫した進化を示さない、さらに像・偏光に同窓変化がなければ、遠方媒質や装置要因の可能性が高まります。本枠組みは、閾値を押し込んだ瞬間の幾何学的同期と、ピストン型の段階放出の二点を要請します。

最小構成：ラジオ〜X線の高サンプリング多波長光度曲線を、統一のデスパージョン補正時間軸へ再投影。像・偏光は同時スライスで、段差–明るい扇区–帯状反転の三点連動を検定します。

IV. テスト3：三つの外向き経路の固有「指紋」

1. 短命ポア（ゆっくり漏れる）
   • 像面：局所または全体の穏やかな増光。内側の細いリングが短時間くっきり。
   • 偏光：明るい領域で偏光度がわずかに低下。位置角の滑らかなねじれは継続。
   • 時間：小さな共通段差と、弱く遅いエコー。
   • スペクトル：軟・厚成分が上昇し、硬いスパイクは出ない。
   • マルチメッセンジャー：ニュートリノは想定しない。
     判定：四線が同時成立 → ポア群が優勢。
2. 軸方向の貫通（ジェット）
   • 像面：よくコリメートしたジェット。外向きに移動するノット。逆ジェットは弱い。
   • 偏光：偏光度が高く、位置角は区間的に安定。横断方向のファラデー回転勾配。
   • 時間：速く硬いフレア。小段差がジェットに沿って外へ伝播。
   • スペクトル：非熱的なべき法則で高エネルギー側が強い。
   • マルチメッセンジャー：ニュートリノ同窓の可能性。
     判定：五線の多数一致 → 貫通が優勢。
3. 縁の帯状サブクリティカル（広域リプロセス／外流）
   • 像面：リング縁の帯状増光。広角アウトフローと拡散光。
   • 偏光：中程度の偏光度。帯内で区分的に角が変化。帯の脇で反転。
   • 時間：遅い立ち上がりと減衰。色依存の遅延。
   • スペクトル：反射と青方吸収の強化。IR とサブmm の厚いスペクトル。
   • マルチメッセンジャー：主に電磁的証拠。
     判定：四線の同時成立 → 縁の帯が優勢。

V. スケールの相互検証：「小は速く大は安定」は一般則か

見るべきもの：低質量源では分〜時の点滅が多く、ジェット貫通が起きやすい。高質量源では日〜月の緩変が主で、縁の帯が長続きする。

やり方：同じ手法をマイクロクエーサーと超大質量ブラックホールの両方に適用。時定数と分担傾向が質量とともに系統的に移るなら、「素材レイヤ」のパラメータが効いている。

VI. 反証リスト：以下の任意一点で本枠組みは大きく崩れる

• 長期・高品質の画像でも主リングが完璧な線に見え、サブリングも「呼吸」も出ない。
• デスパージョン後のバンド間段差が同窓でなく、像・偏光とも無関係。
• 強い硬質ジェットの爆発時に、核近傍のリング／明るい扇区の同所活動が見えず、軸方向の偏光特徴も現れない。
• 縁の帯の明るさ増が、反射強化やディスク風の指紋を決して伴わない。
• 低質量と高質量の源で、時定数と分担傾向の系統差がない。

VII. 予言リスト：次世代観測で見えるべき十の現象

• サブリングの家族：高周波・長基線で主リング内に 2〜3 本の安定した細く暗いリングが分解され、高次ほど狭く暗く、強イベント後に点灯しやすい。
• 明るい扇区の「指紋位相」：長寿命の明るい扇区と偏光反転帯の相対方位に統計的な好みがあり、強イベント後に位相差が素早く並び替わってから既定値へ戻る。
• 「真の無分散」段差：mm・IR・X のデスパージョン後もほぼ同時の跳ね上がりが残り、リング幅と偏光帯の同時変化を伴う。
• 「呼吸–段差」の共鳴：リング厚の微小な膨張と共通段差の高さが線形に共変し、イベントが強いほど相関が高い。
• 貫通トリガの時系列：ジェットの硬いフレアが核近傍の扇区の短期増光に先行／同時し、その後に移動ノットとコアシフトが出る。
• 縁の帯の「煤けた」スペクトル：帯が優勢のとき、IR／サブmm の厚いスペクトルの立ち上がりが硬 X に先行し、反射と青方吸収が数日〜数週で強まる。
• 「ポア群 → 貫通」転換：スピン軸付近で位置が重なる複数のポアイベントが数日〜数週で安定ジェットへ移行し、偏光度が全体に上がる。
• スケール対時定数：分スケールの段差–エコーはマイクロクエーサーで多く、日〜週スケールは超大質量で一般的。エコーピーク間隔の増大率は後者で小さい。
• ニュートリノの同窓：中エネルギーのニュートリノ事象は貫通が強い期間に起きやすく、硬い γ スパイクと同相になる。
• 「帯反転–ディスク風」の同所：偏光反転帯がリング縁を移動すると、X 線のディスク風吸収深さが同時に揺れ、位置角回転に再現性のある位相関係が現れる。

上の十項目はそれぞれ独立に検証できます。いずれかが系統的に否定された場合は、機構レベルに立ち返って枠組みの修正が必要です。