4.10 Evidenz-Ingenieurwesen: wie wir testen, welche Fingerabdrücke zählen und was wir vorhersagen

Startseite ／ Kapitel 4: Schwarze Löcher

Dieser Abschnitt überführt das „Materialschicht“-Bild aus den Abschnitten 4.1–4.9 in prüfbare Evidenz. Zuerst skizzieren wir Verifikations-Experimente, danach klar widerlegbare Vorhersagen. Am Ende wissen Sie, in welchen Bändern, mit welchen Mitteln und auf welche Größen Sie schauen, um dynamische kritische Bande, Übergangszone und die drei Fluchtwege zu bestätigen oder zu verwerfen.

I. Verifikations­fahrplan: drei Hauptlinien und zwei Unterstützer

• Bildebene (mm/sub-mm-VLBI): Geometrische Stabilität und feine „Atmung“ des Hauptrings, der Subringe und langzeit-heller Sektoren verfolgen.
• Polarisation (Zeitreihen pro Pixel): Grad und Winkel über die Zeit messen; prüfen, ob sanfte Verdrillung und schmale Flips mit der Helligkeitsgeometrie am Ring kolokal sind.
• Timing (bandübergreifend entdispergiert): Gemeinsame Stufen und Echo-Hüllen suchen und ihre Gleichzeitigkeit mit Bild und Polarisation testen.
• Spektrum & Dynamik (Unterstützung): Pendeln harter/weicher Komponenten, Stärke von Reflexion und Absorption, wandernde Helligkeitsknoten und Core-Frequenz-Shift beobachten.
• Multi-Messenger (Unterstützung): Raum-Zeit-Koinzidenzen mit hochenergetischen Neutrinos und UHE-Kosmischen Strahlen; Energiebilanz zu Fusions-Gravitationswellen prüfen.

Wenn möglich, alle fünf Linien in derselben Ereignis-Fensterung ausrichten. Entscheidung: Keine Einzellinie genügt; mindestens drei müssen übereinstimmen.

II. Test 1: existiert eine dynamische kritische Bande wirklich?

Zu beobachten: nahezu konstanter Ringdurchmesser mit azimutabhängiger Dicke; Subring-Familie (schwächer, schmaler, inner­halb des Hauptrings, nachtsüber reproduzierbar); Atmung mit kleinen, systematischen, phasengleichen Änderungen von Dicke und Helligkeit bei starken Ereignissen.

Falsifizierbarkeit: Verhält sich der Ring dauerhaft wie eine perfekte Linie ohne Substrukturen und ohne ereignisgebundene Vor-/Rückschritte, ist eine „atmende“ Schicht widerlegt. Dagegen belegen stabiler Hauptring, reproduzierbare Subringe und geringe Atmung zusammen eine nicht-glatte „Haut“.

Mindest-Setup: Hochfrequente VLBI (z. B. 230 und 345 GHz simultan) mit dynamischer Rekonstruktion; Ringmodell subtrahieren und Residuen auf stabile Subringe prüfen; Kovariation von Ringdicke und Helligkeit vor/nach starken Ereignissen auswerten.

III. Test 2: arbeitet die Übergangszone wie eine „Kolben-Schicht“?

Zu beobachten: nach starken Ereignissen gemeinsame Stufen, die nach Entd­ispersion fast gleichzeitig ansteigen; danach eine Echo-Hülle mit schwächer werdenden Nebenpeaks und wachsenden Peak-Abständen; Mit-Fenster-Signaturen in Bild und Polarisation (stärkerer heller Sektor, aktivere bandförmige Flips).

Falsifizierbarkeit: Trennen sich Stufen strikt gemäß Dispersion, fehlt eine konsistente Echo-Evolution und zeigen Bild/Polarisation keine Mit-Fenster-Änderungen, sprechen Medium/Instrument stärker. Das Rahmenwerk verlangt geometrische Synchronie beim „Schwellen-Druck“ und stufige Kolben-Entladung – beides muss erscheinen.

Mindest-Setup: Hoch-Kadenz-Photometrie von Radio bis Röntgen auf einer einheitlich entdispergierten Zeitachse; synchrone Schnitte in Bild und Polarisation zur Prüfung der Triade Stufe – heller Sektor – Band-Flip.

IV. Test 3: unterschiedliche Fingerabdrücke der drei Fluchtwege

1. Flüchtige Poren (langsames Leck)
   • Bild: sanfte Aufhellung lokal/gesamt; innere, feinere Ringe kurzzeitig schärfer.
   • Polarisation: leichte Grad-Abnahme im hellen Bereich; Winkel verdrillt weiter sanft.
   • Zeit: kleine gemeinsame Stufen, schwaches, langsames Echo.
   • Spektrum: weiche/dicke Komponenten steigen; keine harten Spikes.
   • Multi-Messenger: keine Neutrinos erwartet.
     Regel: Vierlinien-Konkordanz ⇒ Poren-Dominanz.
2. Axiale Perforation (Jet)
   • Bild: kollimierter Jet mit nach außen wandernden Knoten; schwacher Gegen-Jet.
   • Polarisation: hoher Grad; abschnittsweise stabiler Winkel; transversale Faraday-Rotations-Gradienten.
   • Zeit: schnelle, harte Flares; kleine Stufen, die entlang des Jets wandern.
   • Spektrum: nicht-thermisches Potenzgesetz mit stärkerem Hochenergie-Ende.
   • Multi-Messenger: Neutrino-Koinzidenz möglich.
     Regel: Mehrheit über fünf Linien ⇒ Perforations-Dominanz.
3. Randseitige bandartige Subkritikalität (Breit-Reprocessing/Outflow)
   • Bild: bandförmige Aufhellung am Ringrand; Weitwinkel-Outflows, diffuses Glühen.
   • Polarisation: mittlerer Grad; segmentierte Winkeländerungen in den Bändern; Flips neben den Bändern.
   • Zeit: langsames An-/Abklingen mit farbabhängigen Verzögerungen.
   • Spektrum: stärkere Reflexion und blauverschobene Absorption; dickeres IR- und Sub-mm-Spektrum.
   • Multi-Messenger: primär elektromagnetisch.
     Regel: Vierlinien-Konkordanz ⇒ Band-Dominanz.

V. Skalen-Crosscheck: gilt „klein schnell, groß stabil“ allgemein?

Zu beobachten: Minuten- bis Stunden-Flackern und leicht ausgelöste Jet-Perforation bei niedriger Masse; Tages- bis Monats-Wellen und langlebige Randbänder bei hoher Masse.

Vorgehen: gleiche Methodik auf Mikroquasare und supermassive Schwarze Löcher anwenden. Verschieben sich Zeitmaß und Last­verteilung systematisch mit der Masse, wirken Parameter der „Materialschicht“.

VI. Falsifikations-Checkliste: ein Punkt genügt für einen schweren Treffer

• Langzeit-Kampagnen in hoher Qualität zeigen den Hauptring als perfekte Linie – ohne Subringe und ohne Atmung.
• Nach Entd­ispersion sind bandübergreifende Stufen nicht mitfenstrig und korrelieren weder mit Bild noch Polarisation.
• Bei starken, harten Jet-Ausbrüchen fehlen dauerhaft kolokale Aktivitäten nahe dem Kern im Ring/hellen Sektor sowie axiale Polarisations-Signaturen.
• Randband-Aufhellungen fallen nie mit stärkerer Reflexion oder Disk-Wind-Indizien zusammen.
• Keine systematischen Unterschiede in Zeitmaß und Last­verteilung zwischen kleinen und großen Massen.

VII. Vorhersagen: zehn Phänomene für die nächsten Generationen

• Subring-Familien: zwei bis drei stabile, schmalere, schwächere Innenringe bei höheren Frequenzen und längeren Basen; höhere Ordnungen leuchten nach starken Ereignissen leichter auf.
• „Fingerabdruck-Phase“ heller Sektoren: statistisch bevorzugter Azimut zwischen langlebigen hellen Sektoren und Polarisations-Flip-Bändern; nach starken Ereignissen schnelle Neuordnung und Rückkehr zum Präferenz-Wert.
• Wirklich „dispersionsfreie“ Stufen: nahezu gleichzeitige Sprünge bleiben von mm bis IR und Röntgen nach Entd­ispersion bestehen, begleitet von synchronen Änderungen in Ringbreite und Polarisations-Bändern.
• „Atmung–Stufe“-Resonanz: lineare Kovariation zwischen kleiner Dicken-Expansion und Stufenhöhe; bei stärkeren Ereignissen höhere Korrelation.
• Perforations-Trigger-Sequenz: harte Jet-Flares gehen kurzen Helligkeits-Boosts kernnaher Sektoren voraus oder fallen zusammen; anschließend wandernde Knoten und Core-Shift.
• „Rußiges“ Band-Spektrum: dominiert der Randband-Modus, steigt dickes IR/Sub-mm vor harten Röntgen an; Reflexion und blauverschobene Absorption verstärken sich in Tagen bis Wochen.
• „Poren → Perforation“-Wandel: mehrere kolokale Poren-Ereignisse nahe der Spin-Achse werden in Tagen bis Wochen zu einem stabilen Jet; der Polarisationsgrad steigt insgesamt.
• Skala vs. Zeitmaß: Minuten-Muster Stufe–Echo sind in Mikroquasaren häufiger; Tages-/Wochen-Muster bei Supermassiven, mit langsamer wachsendem Echo-Peak-Abstand.
• Neutrino-Koinzidenz: Neutrinos mittlerer Energie treten wahrscheinlicher während starker Perforation auf und sind mit harten γ-Peaks phasengleich.
• Ko-Lokalisation „Band-Flip – Disk-Wind“: wandert das Flip-Band am Ringrand, variiert gleichzeitig die Tiefe der Disk-Wind-Absorption in Röntgen; die Positionswinkel-Rotation zeigt eine wiederkehrende Phasenbeziehung.

Jeder Punkt ist unabhängig testbar. Wird einer davon systematisch widerlegt, sind mechanismische Teile des Rahmens zu revidieren.