8.6 宇宙マイクロ波背景放射の標準起源

目次 ／ 第8章 エネルギー糸理論が挑むパラダイム

三つの目標
本節では、**宇宙マイクロ波背景放射（CMB）**の来歴と模様を標準像がどのように説明してきたか、そしてこの物語が主流であり続けた理由を示します。さらに、依然として議論を促す観測的な細部――大角スケールの異常、レンズ効果の「強さ」、複数プローブ間のテンション――を整理します。最後に、同一の物理基盤に立つ再記述として、**テンソル局所ノイズ（TBN）**による熱化した下地と、**統計的テンソル重力（STG）による地形の重ね合わせを用い、微視的な供給源を一般化不安定粒子（GUP）**に求める統合的な見方を提示します。以降は初出時に「不安定粒子」「統計的テンソル重力」「テンソル局所ノイズ」と全称で記し、その後も同じ名称を用います。

I. 主流フレームが語ること

1. 中核的主張

• 初期宇宙は高温プラズマで、光子は荷電粒子と強く結び付いていました。冷却と希薄化が進むと再結合と解耦が起こり、光子が解放され、約 2.7 K のほぼ完全な黒体放射が残ります。これが CMB です。
• 温度の異方性は原初ゆらぎを反映し、光子とバリオンの音響振動がピークと谷のリズムを刻みます。E モード偏光はそのリズムを裏づけます。
• 後期の大規模構造は CMB に軽い書き換えを与えます。すなわち、レンズ効果（小スケールの平滑化や E→B の漏れ）と視線上のポテンシャル進化（たとえば積分型サックス–ウルフ効果）で、通常は二次の補正として扱われます。

2. 好まれる理由

• 定量性の強さ：温度・偏光パワースペクトルのピーク位置と相対高は高精度で予測・フィットできます。
• 多データの同時整合：一つの枠組みで温度・偏光・レンズ・角度標尺を同時に拘束できます。
• 少数のパラメータ：少ない自由度で精密な宇宙論量を得られ、比較や共有が容易です。

3. 読み方の要点
   熱史と原初ゆらぎを主軸に据え、上から「後期の小さな修正」を重ねる説明です。大角スケールの異常やプローブ間テンションは、全体の整合を守るために統計・系統として扱われがちです。

II. 観測上の課題と論点

• 大角スケールの軽い不一致
  低多重極の配向整列、半球スケールの非対称、有名なコールドスポットは、個別には決定打ではありません。しかし、組み合わさり長期に安定している事実は、純粋な偶然だけでは説明しにくい側面があります。
• 「レンズ強度」への嗜好
  CMB のフィットは小スケール平滑化をやや強めに好む傾向があり、弱いレンズや成長率の測定が示す振幅と常に歩調が合うとは限りません。
• 原初重力波の沈黙
  決定的な B モードは未確認のままであり、「最小限の初期宇宙像」はより穏当あるいはより複雑な形へ見直しを迫られています。
• プローブ横断の小さなテンション
  CMB から推定した「後期の外観」は、弱いレンズ、赤方偏移空間の歪み、クラスター成長の測定と系統的にわずかずつズレることがあり、多くの場合はフィードバックや系統、追加自由度で調停されます。

短い結論
標準起源は一次では非常に成功していますが、大角異常・レンズ強度・プローブ間整合といった細部には、なお再解釈の余地が残ります。

III. EFT による再記述と読者が感じる変化

ひと言で
CMB の 2.7 K 本体は、テンソル局所ノイズ（TBN）が初期の「厚い鍋」（強結合・強散乱・極短の平均自由行程）で急速に熱化した結果として生まれます。細かな模様は、音響の拍とテンソル地形の投影が重なって定まり、道中では **統計的テンソル重力（STG）**によるレンズの曲げと、分色を伴わない経路進化がごく弱い微調整を与えるだけです。微視的な供給は、不安定粒子が「引いては放す」過程で継続的にエネルギーと牽引を注ぐことで保たれます。

直観的たとえ
CMB を現像済みのネガと見なします。

1. 下地は、熱的な「スープ」が早期に黒く焼き付いたことで一様に定まります。
2. 模様は、「太鼓の皮の拍」（音響）と「地形の投影」（テンソル地形）の和です。
3. 光路は、わずかに波打ちゆっくり形を変えるガラス（レンズ＋経路進化）を通過し、小スケールがやさしく丸められ、全体像が無分色でわずかにずれます。

三つの要点

4. 下地と模様の機構分離が明確
   • 下地（本体）：テンソル局所ノイズが素早く熱化し、周波数の好みを消し去ります。「色配分」を変える経路が凍結していくにつれ、温度は後の 2.7 K 尺度へと固定されます。
   • 模様（細部）：
     1. 音響の刻印：光子–バリオンの圧縮・反発は「コヒーレンス・ウィンドウ」内で同相に重なり、ピーク間隔と偶奇のコントラストを定めます。
     2. 地形の重ね合わせ：ポテンシャルの井戸や壁が「どこが深く／浅いか」を下地に投影し、大角スケールの基調を作ります。
     3. 偏光の背骨：解耦の瞬間に起こる異方的散乱が秩序ある E モードを生み、温度の拍と相互に裏づけます。
5. 異常は「残響のフィリグリー」
   低 ℓ の整列、半球差、コールドスポットは、超大規模なテンソル残響の指紋として読み替えます。弱いレンズの収束や距離残差に、同じ優先方向のエコーが見いだせるべきで、単なる「偶然／系統」では片付けません。
6. 一枚の地図を多目的に
   一つのテンソルポテンシャル基盤地図で、
   • CMB の低多重極の指向と小スケールの平滑化、
   • 方向性をもつ弱いレンズ／宇宙シアの収束、
   • 超新星や BAO における方向性の微小オフセット、
   • 銀河外縁円盤で見られる「余剰の牽引」
     を同時に説明できるはずです。各データに別々の「パッチ地図」が要るなら、統一的再記述は支持されません。

検証可能な手掛かり（例）

7. E/B と収束の相関は小さな角度で強まる：B モードは小角で収束（または宇宙シア）とより強く相関すべきで、道中の曲げがスケール依存であることに整合します。
8. 無分色の経路サイン：周波数をまたいで共に動く温度ブロックは、色付きダストではなく経路進化を示唆します。
9. 同一地図での収束：同じテンソル基盤地図で、CMB レンズと銀河の弱いレンズ双方の残差を減らせるはずです。別々の地図が必要なら、支持は弱まります。
10. 残響のエコー：低 ℓ の整列やコールドスポットの方向は、距離残差・ISW の重ね合わせ・収束マップに弱くても一致した応答を示すべきです。
11. BAO と CMB の「物差し」は細部まで一体：音響ピークが定めるコヒーレンス尺度は、一つの地図上で BAO の物差しと自然に噛み合うべきで、独立調整は不要です。

読者にとっての変化

12. 視点： 「爆発の残光」から、「テンソル局所ノイズの熱的下地＋テンソル地形の重ね合わせ」へ。異常は共同イメージングに役立つフィリグリーとして扱います。
13. 方法： 残差で地形を描きます。CMB と弱いレンズ、方向性を伴う小さな距離シフトが、同じ方向・環境で整列することを求めます。
14. 期待： 強い B モードに依存しません。むしろ、微小で一貫したバイアス、レンズと距離の「同一地図」収束、無分色の経路オフセットに注目します。

セクションまとめ

15. 標準起源（熱史＋原初ゆらぎ）は CMB の本体とリズムを的確に説明しますが、大角異常・レンズ強度・プローブ間整合の細部では「つぎはぎ」に見える場面があります。
16. 「エネルギー海」再記述は、CMB を テンソル局所ノイズの熱的下地 と テンソル地形の重ね合わせ に統一します。
    • ほぼ完全な黒体性と高い均一性は、初期の急速な熱化によって保証されます。
    • 模様のスケールと指向は、音響の拍とテンソル地形が定めます。
    • 道中では 統計的テンソル重力 が曲げと平滑化を担い、弱い B モードを生み、無分色の経路進化が全体のわずかなオフセットを刻みます。
17. 方法論的には、一枚のテンソルポテンシャル基盤地図でプローブ横断の「一図多用」を実現し、「異常」を共同イメージングの証拠に変えられます。仮定は減り、検証力は高まります。