3.7 Викривлення у просторі червоного зсуву: впливи швидкостей уздовж променя зору, організовані полем напруження

Головна ／ Розділ 3: Макроскопічний Всесвіт

I. Явище та обмеження звичних пояснень

• Дві типові форми: У системах координат, де «червоний зсув» трактують як відстань, скупчення галактик витягуються вздовж променя зору в довгі «пальці». У більших масштабах ізолінії кореляції, що простягаються в бік скупчень і філаментів, стискаються вздовж променя зору, утворюючи широкі «сплющені» зони.
• Чому поширені пояснення не повні: Перше зазвичай списують на «випадкові термальні рухи» всередині скупчень, а друге — на «когерентне притікання в лінійних масштабах». Якісно це працює, однак залежність від середовища, вибірковість за напрямком і важкі хвости в розподілі швидкостей часто змушують підганяти параметри для кожного об’єкта. Головне — бракує єдиної фізичної картини «організатора», що стоїть за обома формами.

II. Фізичний механізм

Ключова ідея: Швидкості не «виростають» на порожньому тлі; спершу поле напруження формує «рельєф». Коли рельєф задано, речовина і збурення організуються в певні режими течії та тремтіння. Із цього природно постають дві форми у просторі червоного зсуву — «пальці» та «сплющення».

1. Ефект «Палець Божий»: глибока криниця, зсув і фіксація орієнтації

• Криниця напруження (глибока й крута): У вузлах (скупченнях і надскупченнях) вищі напруження та крутіші градієнти створюють ефективну «глибоку криницю». Вона стягує довколишні притоки та збурення всередину і підсилює складову швидкості вздовж осі криниці.
• Еластичність і зсув (зморщення до важкого хвоста): Схил криниці не гладкий; у «морі філаментів» існують смуги зсуву — тонкі шари, що зсуваються в один бік з різними швидкостями. Вони зморщують упорядкований притік у дрібне тремтіння та мікровихрі, розширюючи розподіл швидкостей уздовж променя зору. У зонах із великим зсувом і сильним переплетенням виникає мікроперез’єднання: зв’язність «енергетичних філаментів» на мить розривається, перемикається й замикається, імпульсно вивільняючи або перерозподіляючи напруження та тягнучи розподіл до негаусового важкого хвоста.
• Фіксація орієнтації (коли видно «пальці»): Смуги зсуву та мікроперез’єднання переважно вирівнюються вздовж осі філамент–вузол. Коли ця головна вісь майже збігається з променем зору, система витягується в цьому напрямку у просторі червоного зсуву, і з’являється характерний «палець».
• Підказка до читання карти: Шукайте одночасну наявність важкого хвоста в розподілі швидкостей і витягування вздовж променя зору. Якщо обидва сигнали співпадають, домінують зсув на схилі криниці та мікроперез’єднання.

2. «Стиск Кайзера»: довгий схил, когерентний притік і проєкція

• Довгий схил напруження (великий масштаб): Уздовж філаментів у бік вузлів поле напруження формує плавний і тривалий спуск.
• Когерентний притік (організовані швидкості): Речовина та галактики сплигують униз схилом; їхні швидкості систематично спрямовуються до вузла. Вздовж променя зору така спрямованість дає однознакову зміщеність.
• Геометрична проєкція (сплющений вигляд): Коли червоний зсув відкладають як відстань, ця однознакова зміщеність стискає ізолінії кореляції вздовж променя зору, утворюючи класичне «сплющення».
• Підказка до читання карти: Якщо в великомасштабній геометрії філамент–вузол ізолінії кореляції системно стискаються вздовж променя зору й вирівнюються з каналоподібною структурою притоку, це спільний «відбиток пальця» комбінації «довгий схил + когерентний притік».

3. Чому обидва ефекти часто разом
   На тій самій карті напруження є і круті локальні спуски біля вузла (криниця), і довгі схили, що ведуть до нього (філаменти). Тому в одному полі неба внутрішня частина може показувати «пальці», а зовнішня — «сплющення». Вони не взаємовиключні; це радіальні відгуки на той самий рельєф.
4. Середовище та «додаткові організатори»

• Статистична гравітація багатьох нестабільних частинок: У зонах злиттів, зореутворення чи активних джетів накопичується плавна, тривала внутрішня зміщеність. Вона «стягує» криницю й «поглиблює» схил, одночасно подовжуючи «пальці» та розширюючи «сплющену» область.
• Нерегулярний фоновий шум: Широкосмугове, малоамплітудне тло від накладання пакетів хвиль, породжених анігіляцією, трохи розширює поля швидкостей і спектральні лінії, з підвищеною чутливістю на схилах криниць і в сідлових точках. Загальний візерунок «палець/сплющення» не змінюється, але краї набувають реалістичної зернистості.

III. Аналогія

Ландшафт із глибокою ямою та довгим узвозом: Рельєф має глибоку яму (вузол) і довгий спуск до її краю (філамент). Людський потік рухається донизу в один бік; здалеку сцена виглядає «сплющеною». На краю ями шари ґрунту зсуваються й трапляються невеликі обвали (аналог зсуву та мікроперез’єднання); різниця швидкостей попереду й позаду зростає, і вздовж променя зору колона виглядає розтягнутою на «пальці».

IV. Порівняння з класичною теорією

• Спільне підґрунтя: Дисперсія швидкостей усередині скупчень породжує «пальці», а великомасштабний когерентний притік — «сплющення».
• Додатки: Тут організатора зроблено явним: криниці напруження й довгі схили спершу задають рельєф. Зсув разом із мікроперез’єднанням на схилі криниці пояснюють важкі хвости та вибіркове витягування за орієнтацією; довгі схили пояснюють великомасштабний стиск. Крім того, статистична гравітація багатьох нестабільних частинок виступає середовищним чинником, що узгоджено налаштовує інтенсивність і масштаб, а нерегулярний фоновий шум додає реалістичного розширення країв. Отже, без повторного об’єктного підлаштування параметрів можна пояснити, чому «тут довше й пласкіше, а там — менш виразно».

V. Висновок

Викривлення у просторі червоного зсуву — це не «ізольовані дивини швидкостей», а природний наслідок ланцюжка рельєф, заданий полем напруження → організація швидкостей → проєкція:

• Криниці у вузлах + зсув і мікроперез’єднання на схилі → важкі хвости в розподілі швидкостей та витягування вздовж променя зору («пальці»);
• Довгі схили філамент–вузол + когерентний притік → стискання ізоліній кореляції вздовж променя зору («сплющення»);
• Активні середовища → статистична гравітація підсилює обидва ефекти, а фоновий шум додає зернистих деталей.

У межах ланцюжка рельєф → організація → проєкція «пальці» та «сплющення» — це не два окремі явища, що потребують різних пояснень, а дві радіальні зрізи однієї й тієї самої карти поля напруження.