3.2 Das „Übermaß“ des kosmischen Radioundergrunds: den Grund anheben ohne versteckte Punktquellen

Startseite ／ Kapitel 3: makroskopisches Universum

Terminologie. In diesem Abschnitt deuten wir den überschüssigen diffusen Radiountergrund als tensorlokales Rauschen (TBN), das entsteht, wenn generalisierte instabile Teilchen (GUP) zerfallen oder annihilieren und Energie ins Medium einspeisen. Die mittlere statistische Tensorgravitation (STG) liefert eine Topografie, die nur schwach kovariiert. Nach diesen Erstnennungen verwenden wir ausschließlich die Langformen.

I. Phänomen und Rätsel

1. Ein zusätzlicher „Boden“.
   Auch nach Abzug aufgelöster Radiosourcen — Galaxien, Quasare, Jets, Supernovareste — bleibt eine all-sky-Helligkeit zu hoch, als läge unter der Karte ein breiter Untergrund.
2. Glatt und breitbandig.
   Der Boden ist winkelglatt, mit wenig feinkörniger Struktur; das Spektrum ist breitbandig und linienfrei — kein Chor eines einzigen Motortyps.
3. Warum „mehr Kleinstquellen“ scheitert.
   • Die nötige Zahl–Fluss-Verteilung würde zu viel Kleinskaliges hinzufügen und Beobachtungen widersprechen.
   • Erforderliche Quellzahlen und Evolution passen nicht zu ultratiefen Zählungen.
4. Zusätzliche Merkmale.
   • Hohe Isotropie (nur in sehr aktiven Umgebungen leicht erhöht).
   • Niedrige Netto-Polarisation (unabgestimmte Geometrien, Phasen löschen sich).
   • Zeitliche Stabilität (langfristig gemittelter diffuser Grund).

Kernaussage: Das Verhalten entspricht einem wirklich diffusen Untergrund, nicht der Summe „unsichtbarer Lämpchen“.

II. Physikalische Deutung

1. Grundbild: das Kommen und Gehen generalisierter instabiler Teilchen.
   Im Energie-Meer werden generalisierte instabile Teilchen herausgezogen, leben kurz und zerfallen/annihilieren. Jeder Zerfall setzt ein schwaches, breitbandiges, wenig kohärentes Paket frei; einzeln winzig, in Summe sehr zahlreich.
2. Tensorlokales Rauschen: Pakete zu einem Boden stapeln.
   Unzählige unabhängige Pakete addieren sich statistisch in Raum und Zeit zu einem diffusen, breitbandigen, wenig kohärenten Untergrund — tensorlokales Rauschen. Es trifft die Schlüsselmerkmale:
   • Heller ohne Blendung: der Boden steigt, ohne dichte helle Knoten zu säen.
   • Glattes Spektrum: unregelmäßige Pakete, keine festen Übergänge oder gemeinsamer Takt.
   • Starke Isotropie: Geburt und Tod geschehen fast überall und mitteln sich auf kosmischen Zeitskalen.
   • Schwache Kovarianz zur Struktur: keine Bindung an eine orientierte Quellfamilie; nur schwache Mitvariation mit der Topografie der statistischen Tensorgravitation.
3. Warum das Radioband am empfindlichsten ist.
   Radiointerferometer integrieren breitbandige, wenig kohärente Leistung besonders gut und summieren viele schwache, entfernte Pakete zu einem messbaren Boden. Bei höheren Frequenzen verdecken Staub und Streuung solche Summen leichter.
4. Schwach, aber real: Kovarianz mit statistischer Tensorgravitation.
   Die Aktivität generalisierter instabiler Teilchen folgt Verschmelzungen, Jets und starkem Scherfeld. Daher oszilliert die mittlere Amplitude des tensorlokalen Rauschens leicht mit der STG-Topografie: in aktiven Regionen etwas höher, großskalig gemittelt dennoch glatt.
5. Zwei Konten, ein Abschluss: Energie und Bild.
   • Energie: der Helligkeitsüberschuss stammt aus der fortlaufenden Einspeisung beim Zerfall/bei der Annihilation generalisierter instabiler Teilchen.
   • Bild: sichtbar wird ein angehobener, glatter, breitbandiger, isotroper Boden — tensorlokales Rauschen.
     Fazit: zwei Seiten derselben Medaille — Budget vs. Erscheinung.
6. Erwartete Details: Spektrum, Polarisation, Variabilität.
   • Spektrum: glatte Potenzgesetz-Form oder sanfte Krümmung; keine schmalen Linien; regionale Unterschiede klein.
   • Polarisation: niedrige Netto-Polarisation vieler unkorrelierter Beiträge; leichter Anstieg nur in scheralignierten Randzonen.
   • Variabilität: langfristig stabil; nach großen Verschmelzungs-/Jet-Ereignissen schwacher verzögerter Anstieg (die „zuerst Rauschen“-Seite).

III. Prüfbare Vorhersagen und Gegenchecks

• P1 | Winkelleistungsspektrum.
  Vorhersage: Kleinskalige Leistung deutlich unter „unaufgelöste Punktquellen“; großskalige „Rampe“ glatt.
  Test: tiefe CℓC_\ellCℓ​-Spektren gegen Punktquellen-Extrapolationen; glattere Kleinskalen stützen tensorlokales Rauschen.
• P2 | Spektrale Glätte.
  Vorhersage: himmelsgemittelte Spektren ohne Linien, sanft gekrümmt; Indizes variieren wenig.
  Test: Mehrband-Fits sollten „glatt & graduell“ gegenüber Mischungen schmaler Mechanismen bevorzugen.
• P3 | Schwache Kovarianz mit STG.
  Vorhersage: kleine positive Kreuzkorrelation mit Linsen-ϕ/κ\phi/\kappaϕ/κ-Karten und kosmischer Scherung.
  Test: Kreuzkorrelation mit ϕ/κ\phi/\kappaϕ/κ und Shear; schwach positives rrr, in aktiven Feldern stärker, ist erwartungsgemäß.
• P4 | Ereignis-Sequenz: erst Rauschen, dann Zug.
  Vorhersage: entlang Fusionsachsen, Schockfronten, Jet-Umgebungen hebt sich das tensorlokale Rauschen leicht vor einer späteren Vertiefung der STG.
  Test: Multi-Epochen-Monitoring und Vergleich mit dynamischen/Linsen-Verzögerungen.
• P5 | Niedrige Netto-Polarisation.
  Vorhersage: all-sky geringe Netto-Polarisation; leichte Anhebungen nur in geometrisch aufgehellten Randstreifen.
  Test: Weitfeld-Polarimetrie mit „niedrig – stabil – Ränder leicht erhöht“.

IV. Gegenüberstellung klassischer Deutungen

• Kein Meer versteckter Lämpchen.
  Reine Punktquellensumme würde die Karte überkörnen und widerspräche tiefen Zählungen sowie plausibler Evolution.
• Kein einzelner „Einheitsmotor“.
  Ein Mechanismus allein hinterlässt meist Linien oder Polarisationssignaturen; hier passt der breitbandige, linienfreie, schwach polarisierte Boden zur Überlagerung zahlloser irregulärer Pakete.
• Ein Bild, viele Merkmale.
  Der gleiche Medien-statistische Prozess erklärt Helligkeitsanstieg, spektrale Glätte, hohe Isotropie, geringe Körnigkeit und schwache Kovarianz — ökonomischer als Flickwerk.

V. Modellierung und Fit (Arbeitsleitfaden)

1. Schritte.
   • Vordergrund-Cleaning: galaktischen Synchrotron/free–free/Staub und Ionosphäre einheitlich behandeln.
   • Zwei-Komponenten-Modell: isotroper Boden + Schablone, die schwach mit der STG-Topografie kovariiert.
   • Spektral-Priors: glattes Potenzgesetz oder sanfte Krümmung; dominante Schmallinien ausschließen.
   • Kleinskalige Schranke: Winkelleistungsspektrum zur Unterdrückung „Punktquellen-Körnigkeit“ und zum Begrenzen des unaufgelösten Schweifs.
   • Cross-Checks: Co-Mapping/Co-Epoch mit ϕ/κ\phi/\kappaϕ/κ, Shear und Fusionsfeldern für Raum-Zeit-Kopplung.
2. Schnellchecks.
   • Sind Kleinskalen-CℓC_\ellCℓ​ glatter als Punktquellen-Extrapolationen?
   • Sind Mehrband-Spektren glatt und graduell?
   • Ist die Kreuzkorrelation schwach positiv und in aktiven Zonen stärker?
   • Ist die Netto-Polarisation niedrig, mit Anhebung nur am Rand?

VI. Analogie

Fernes Stadtverkehrs-Rauschen. Man hört keinen einzelnen Motor, sondern das tiefe Grollen unzähliger Fahrzeuge: Der Rauschboden steigt, sticht nicht, bleibt stabil. Genau so verhält sich der diffuse Radio-„Exzess“.

VII. Schlussfolgerungen

• Physikalische Ursache: Der „Exzess“ im Radiountergrund ist am besten als angehobener diffuser Boden durch tensorlokales Rauschen zu verstehen, gespeist von der langfristigen statistischen Summe schwacher, breitbandiger Pakete aus Zerfall/Annihilation generalisierter instabiler Teilchen.
• Räumliche Beziehung: Tensorlokales Rauschen kovariiert schwach mit der Topografie der statistischen Tensorgravitation — in aktiven Feldern leicht höher, himmelsweit dennoch glatt.
• Fragewechsel: nicht „wie viele unsichtbare Punktquellen fehlen“, sondern „welchen diffusen Boden baut das Medium natürlicherweise unter kontinuierlichem Werden und Vergehen?“.
• Kohärentes Bild: Zusammen mit 3.1 und 2.1–2.5 schließt sich derselbe Kreis: im Leben ziehen generalisierte instabile Teilchen am Meer (statistische Tensorgravitation); in der Dekonstruktion fügen sie Rauschen hinzu (tensorlokales Rauschen). Zwei Seiten, ein Ursprung, schwache Kovarianz, prüfbare Einheit.