8.3 宇宙インフレーション

目次 ／ 第8章 エネルギー糸理論が挑むパラダイム (V5.05)

読み方のガイド：
本節では、「宇宙インフレーション」が何であり、どの問題の解決を目指し、観測と論理がどこで食い違うのかを整理します。そのうえで、**エネルギー・スレッド理論（EFT）**を、高い張力がゆっくりと緩むという共通言語で言い換えます。ここでは、追加の「インフラトン」や劇的な筋書きに頼らず、急速な平滑化とテクスチャの保持を同時に実現できること、さらに複数の観測で検証できる手掛かりを提示します。なお用語の初出では略称を併記し、その後は日本語名称のみを用います。また、「エネルギー・スレッド（Energy Threads）」と「エネルギーの海（Energy Sea）」は初出時に英語アンカーを付します。

I. 現行パラダイムの要点

1. 中核的な主張：
   宇宙のごく初期に、ごく短時間のほぼ指数関数的な加速期があったとされます。この期は次をもたらしたとされます。

• 遠方領域の協調を急速に確立（地平線問題の緩和）。
• 幾何をより平坦へと近づける（平坦性問題の緩和）。
• 量子ゆらぎを宇宙規模へ引き伸ばし、後の構造の種にする。
• 加速の終息後、エネルギーを通常の物質と放射へ転写（再加熱）し、既知の熱史へ移行。

2. 多くの研究者が支持する理由：

• 「一手で多問題を同時に緩和」し、**宇宙マイクロ波背景（CMB）**のほぼガウス的で準スケール不変な模様と整合します。
• パラメータ化が明快で、観測との同時フィットが行いやすい。

3. どう理解すべきか：

• これは唯一の理論ではなくメカニズムの族です。ポテンシャルの形、初期条件、終了と再加熱の詳細を選ぶ必要があります。
• 多くのバリエーションが「説明可能」ですが、観測だけで識別するのは難しい場合が少なくありません。

II. 観測上の難点と論争点

1. 決定的指紋の乏しさ：

• 最も独自な指標とされる原始重力波（宇宙マイクロ波背景のBモード）は、いまのところ上限制約しか得られていません。インフレーション自体は否定されませんが、「決定的な指紋」は弱まります。

2. 高いモデル可塑性：

• 単一場／多場、スロー／非スロー、種々のポテンシャル形状が目的を達成できます。パラメータ退化が大きく、「データに選ばれる」より「筋書きを選ぶ」余地が残ります。

3. 大角スケールの軽微な不整合：

• 低多重極での配向、半球のわずかな非対称、「コールドスポット」などが併存します。長らく統計的偶然や系統誤差として扱われ、統一的な物理解釈は不十分です。

4. 再加熱と初期条件の準備：

• エネルギーを円滑に通常物質へ渡す仕組みや、初めから十分に平滑な領域がどう整ったのかは、しばしば付加的仮定や精密な調整を要します。

要するに：
インフレーションは強力な道具です。しかし、決め手となる信号の希少さ、モデルの多様さ、境界条件への強い依存が、より少ない仮定で多観測を横断的に整合させる物語を探る余地を残します。

III. エネルギー・スレッド理論による言い換えと読者が実感できる変化

エネルギー・スレッド理論をひと言で：
3.16節の「解錠」の後、宇宙は高い張力が全体としてなだらかに減衰する背景のもとで発展します。

• 初期の高い伝播上限により擾乱は素早くならされ、巨視的な整列が自然に達成されます。
• **テンソル背景ノイズ（TBN）**は減衰の過程で選択的にフィルタされ、凍結しうるコヒーレントなテクスチャとして初期ゆらぎを形成します。
• 蓄えられていた張力・応力は減衰の中で滑らかに放出され、独立の「再加熱のブラックボックス」を要しません。

たとえ話：
勢いよく風船を膨らませるのではなく、強く張った太鼓の皮をゆっくり緩めていく状況を思い描いてください。

• 張りが強いほど、雑音はすばやく鎮まります。
• 緩む過程では、わずかな「合った倍音」だけが残り、判別できる模様になります。
• 全体は終始穏やかで、「強い膨張→急ブレーキ→再加熱」という唐突な段取りはありません。

言い換えの三つの要点：

1. 位置づけの見直し
   インフレーションは必須ではなく選択肢に下がります。急速な平滑化と種の生成は、高張力のゆっくりした減衰で達成でき、インフラトン／特定ポテンシャル／精密な再加熱筋書きは不要です。初期と後期の加速的外観は、時期に応じて振幅が異なる同一のテンソル応答として理解できます。
2. 小さなずれの物理的起源
   減衰は完全に等方的とは限りません。超大スケールでごく弱いが反復可能な痕跡（配向の偏り、半球間の微差）を残し得ます。これらは宇宙マイクロ波背景、弱重力レンズの大域的収束、標準光源・標準尺の距離残差で同じ方向に現れるはずです。
3. 観測の新しい使い方
   異なるデータ間のわずかな残差をイメージングの信号として扱います。単一のテンソルポテンシャルの下地地図で、次を同時に整合させます。
   • 宇宙マイクロ波背景の低多重極の特徴、
   • 弱重力レンズの大スケール収束、
   • 標準光源／標準尺の距離における微小な方向依存のずれ。
     もし各データが別々の「補正地図」を必要とするなら、この言い換えは支持されません。

読者が直観できる変化：

• 見方：すべてを一気に広げる「強い吹き上げ」ではなく、張り詰めたエネルギーの海（Energy Sea）がゆっくり緩むことで、平滑化と選別が同時に進む——追加の登場人物と微調整が減ります。
• 方法：観測をまたぐ弱いが同方向の残差、そして一枚の地図の再利用を重視します。個別のデータごとに違う「初期宇宙の物語」を語ることは避けます。
• 期待：強いBモードを「合否ライン」とみなさず、方向整合した微小オフセットや、分散を伴わない経路進化の痕跡を重視します。

よくある誤解への短い説明：

• 平滑化と平坦性の解決を否定するのか？ いいえ。高い張力のもとで伝播上限が高いと、自然に平滑化が進み、巨視的な平坦な外観は保たれます。
• インフレーションの言い換えに過ぎないのか？ いいえ。インフラトン／ポテンシャル／再加熱の三点セットを導入せず、エネルギーの海（Energy Sea）のテンソル応答と、ネットワーク解錠後の滑らかなエネルギー放出に置き換えます。
• Bモードが弱い＝初期段階が無かった、ということか？ いいえ。穏やかな（あるいは不在の）原始的さざ波は理に適い、現在の上限制約とも整合します。検証は、配向の一致と単一地図の再利用に重点を置きます。
• 初期の高温はどこから来るのか？ ネットワークに蓄えられた張力・応力が、解錠と緩和の過程で伝播可能な擾乱とプラズマ熱へと転写されます。独立した再加熱のブラックボックスは不要です。

本節のまとめ
宇宙インフレーションは優雅で強力です。ただし、決定的信号の少なさ、モデルの可塑性、境界条件への強い依存は、より抑制的で横断的整合を重んじる叙述を促します。エネルギー・スレッド（Energy Threads）の視点では、高い張力のゆっくりした減衰が急速平滑化とテクスチャ保持を同時に満たし、一枚のテンソルポテンシャル地図で弱いが安定した残差を複数観測間で整合させることを要請します。こうして巨視的な整列と主要な模様を保ちつつ、「誤差」と見なされてきた情報をテンソルトポグラフィの画素として読み取れるようになります。