3.1 Mga kurba ng pag-ikot ng galaksi: Maaaring ipadan nang hindi umaasa sa madilim na bagay

Home ／ Kabanata 3: Uniberso sa antas makroskopiko (V5.05)

Tala sa mga termino
Sa bahaging ito, ang “karagdagang hila” sa labas ng disk ng galaksi ay ipinaliliwanag bilang pinagsamang epekto ng Estadistikal na Grabitasyong Tensyor (STG)—ang naipong, naipapantay na hila sa buong buhay ng Pangkalahatang Hindi-Matatag na Partikulo (GUP)—at Lokal na Ingay na Tensyor (TBN)—mga bugso ng malapad na banda at mababang koherensiyang alon na naihuhulog sa medium kapag may pagkakabuo-muli o pag-iiral-wasak. Mula rito, gagamitin lamang ang buong katawagan sa Filipino.

I. Penomeno at mga tanong na dapat lutasin

1. Patag na “baitang” sa labas ng disk: Sa lampas ng disk na nakikita, napakanipis ng nakikitang bagay kaya ayon sa kutob ay dapat bumababa ang bilis habang lumalaki ang radyus. Gayunman, madalas makita ang mahahabang baitang ng bilis na nananatiling mataas.
2. Dalawang relasyon na pambihirang higpit:
   • Ang kabuuang nakikitang masa at ang katangi-tanging bilis sa labas ng disk ay halos nasa iisang tuwid na may napakaliit na sabog.
   • Sa alinmang radyus, ang kabuuang sentripetal na hila ay halos tumutugma nang isa-sa-isa sa hila mula sa nakikitang bagay, muli na may kakaunting sabog.
3. Sari-sari ngunit magkakaugnay: Nagkakaiba ang hugis ng kurba—may talim o pinalambot ang ubod, iba-iba ang taas at lawak ng baitang, at may maseselang “tekstura”—at hayagang naaapektuhan ng kapaligiran at kasaysayan ng pangyayari. Subalit sinusunod pa rin ang dalawang mahigpit na relasyon, palatandaan ng iisang mekanismong ubod.
4. Hangganan ng tradisyonal na lapit: Maaaring pagalawin ang tugma sa bawat galaksi sa pamamagitan ng pagdaragdag ng “di-nakikitang” bahagi, ngunit madalas mangailangan ito ng tukoy-sa-bagay na pagtitinong parametro. Mahirap ding ipaliwanag ang napakaliit na sabog ng dalawang relasyon sa pamamagitan lamang ng magkakaibang kasaysayan ng pagbuo.

Diwa: Hindi kailangang magmula sa dagdag na bagay ang karagdagang hila; maaari itong umusbong mula sa tugong estadistikal ng kosmikong medium.

II. Isang “tanawin ng tensyor” na may tatlong ambag

1. Pundamental na panloob na hagdan (Patnubay ng nakikitang bagay)
   Hinuhubog ng mga bituin at gas ang laot ng enerhiya upang makalikha ng panloob na dalisdis na tensyor tungo sa ubod, na siya ring batayang patnubay papaloob. Mabilis itong humihina habang lumalaki ang radyus, kaya mag-isa’y di kayang magpanatili ng patag na baitang sa labas ng disk.
   Mga hawakang obserbasyonal: Ugnayang masa-liwanag at antas ng pag-iipon ng rabaw-densidad ng gas; mas masinsin, mas “matulis” ang pag-akyat sa loob.
2. Pinakinis na dagdag-hagdang dalisdis (Estadistikal na Grabitasyong Tensyor)
   Habang nabubuhay, ang Pangkalahatang Hindi-Matatag na Partikulo ay lumilikha ng maiikling hila sa larangang tensyor ng medium. Ang mga hilang ito ay nagsasapin at napapantay sa espasyo-oras, na bumubuo ng makinis at matibay na pagkiling sa potensiyal na tensyor.
   Mahahalagang katangian:
   • Makinis ang hatag: Dahan-dahang humihina sa radyus ngunit nananatiling sapat sa labas ng disk upang iatang ang baitang.
   • Kasabay ng aktibidad: Lumalakas kasabay ng pagbuo ng bituin, mga banggaan at panggugulo, sirkulasyon ng gas, at ricih mula sa bar o bisig-alikabok.
   • Pagkakalock na kusa: Mas maraming suplay at paghalo → tumataas ang aktibidad → tumitibay ang dagdag-hagdang dalisdis → “nakakandado” ang panukat ng bilis sa labas ng disk.
     Mga hawakang obserbasyonal: Densidad-rabaw ng bilis ng pagbuo ng bituin, lakas ng bar, balik-daloy ng gas, at bakas ng banggaan na tumutugma sa taas at lawak ng baitang.
3. Mababang-amplitud na tekstura (Lokal na Ingay na Tensyor)
   Kapag may pagkapira-piraso o pag-iiral-wasak, naihuhulog ng Pangkalahatang Hindi-Matatag na Partikulo sa medium ang malapad-bandang bugso ng mababang koherensiyang alon. Ang sapin-sapin nitong epekto ay lumilikha ng serakang likuran na nagdaragdag ng mumunting alun-alun at pagpapalapad ng bilis sa labas ng disk, nang hindi binabago ang “karaniwang kapatagan.”
   Mga hawakang obserbasyonal: Mga halo o relik na radyo, mababang-kontras na serakang balangkas, at “butil-butil” na anyo sa larangan ng bilis—karaniwang tumitindi kasabay ng paksi ng banggaan o sonang may ricih.

Intuwisyong radyal

• Loob (R ≲ 2–3 Rd): Namamayani ang patnubay ng nakikitang bagay; ang Estadistikal na Grabitasyong Tensyor ay pino ang galaw → nagtatakda kung “matulis o pinalambot.”
• Transisyon: Magkasing-timbang ang ambag → mula matarik ay nagiging patag ang kurba; ang lokasyon ay umuusad ayon sa aktibidad at kasaysayan.
• Labas (baitang): Lumalaki ang bahagi ng Estadistikal na Grabitasyong Tensyor → mataas at mahaba ang baitang na may banayad na tekstura.

Maikling buod: Ang baitang sa labas ng disk ≈ patnubay ng nakikitang bagay + Estadistikal na Grabitasyong Tensyor; ang mumunting alon sa dulo ≈ Lokal na Ingay na Tensyor.

III. Bakit “mahigpit” ang dalawang relasyon

• Masa–bilis na halos tuwid-linya: Ang nakikitang bagay ang parehong suplay at panghalo, kaya ito ang nagtatakda ng pangkalahatang aktibidad ng Pangkalahatang Hindi-Matatag na Partikulo; ang aktibidad namang ito ang nagtatakda ng panukat ng bilis ng baitang. Dahil iisang sanhi, magkakasabay ang galaw ng nakikitang masa at katangi-tanging bilis sa labas ng disk, kaya kaunti ang sabog.
• Tugma ng hila ayon sa radyus: Kabuuang sentripetal na hila = patnubay ng nakikitang bagay + pinakinis na dagdag-hagdang dalisdis mula sa Estadistikal na Grabitasyong Tensyor. Sa loob, nangingibabaw ang “nakikitang bagay”; sa labas, dumarami ang bahagi ng Estadistikal na Grabitasyong Tensyor. Ang makinis na pag-uugnay sa radyus ay nagbubunga ng halos isa-sa-isang pagtutugma.
  Mabilis na pagsubok: Itapat ang dinamikong tira sa nakapirming radyus laban sa ricih ng gas/alikabok at tindi ng serakang radyo; inaasahan ang magkatulad na direksiyon.

Susing ideya: Dalawang iba’t ibang proyeksiyon ng iisang tanawin ng tensyor ang dalawang relasyong ito—isa sa “masa–bilis,” isa sa “radyus–hila.”

IV. Bakit may sabay na “matulis” at “pinalambot” na ubod

• Mekanismong nagpapalambot: Ang pangmatagalang aktibidad—mga banggaan, bugso ng pagbuo ng bituin, matitinding ricih—ay “nagpapaluwag” sa lokal na tanawin ng tensyor, binabawasan ang panloob na dalisdis, at lumilikha ng pinalambot na ubod.
• Mekanismong nagpapatalim: Ang malalim na balon-potensiyal, tuloy-tuloy na suplay, at banayad na panggugulo ay tumutulong na ibalik o panatilihin ang matulis na ubod.

Pagtatapos: “Matulis laban sa pinalambot” ay dalawang dulong estado ng parehong lambat ng tensyor sa magkakaibang kasaysayan at kapaligiran.

V. Pagsasama-sama ng maraming pagmamasid sa iisang “mapa ng tensyor” (Gabay sa operasyon)

1. Mga daming dapat i-co-map:
   • Taas at lawak-radyal ng baitang sa kurba ng pag-ikot
   • Haba ng hila at pagkaalis-sentro ng mga kontur na κ sa mahinang/matinding pagbaluktot-grabitasyon
   • Mga guhit ng ricih at hindi-Gaussiyang “pakpak” sa larangan ng bilis ng gas
   • Tindi at oryentasyon ng mga serakang halo/relik na radyo
   • Oryentasyon ng polarisasyon/mga linyang pang-magneto (pangmatagalang taga-tugaygay ng ricih)
2. Pamantayan sa co-mapping:
   • Pagkakahanay sa espasyo: Ang mga dami sa itaas ay dapat magkapatong at magkakahilera sa kahabaan ng paksi ng banggaan, paksi ng bar, o hipo sa bisig-alikabok.
   • Pagkakapare-pareho sa panahon: Sa aktibong yugto, unang tumataas ang serakang radyo (ingay), saka—sa loob ng sampu hanggang daan-daang milyong taon—tumataas at humahaba ang baitang (hila). Sa tahimik na yugto, uurong ang dalawa sa balik na ayos.
   • Walang kinikilingan sa banda: Kapag naalis ang dispersiyon ng medium, magkakatugma ang direksiyon ng baitang at mga tira sa iba’t ibang banda sapagkat iisang tanawin ng tensyor ang pinagmumulan.

VI. Mga maaasahang hula (Mula pagmamasid tungo sa daloy ng pag-padan)

1. P1 | Nauuna ang ingay, kasunod ang hila (Ayos sa panahon)
   Hula: Pagkaraan ng bugso o banggaan, una munang tataas ang serakang radyo (Lokal na Ingay na Tensyor), saka—sa humigit-kumulang 10⁷–10⁸ taon—tataas ang taas at radyus ng baitang (Estadistikal na Grabitasyong Tensyor).
   Obserbasyon: Pinagsamang pag-padan sa maraming panahon at singsing; sukatin ang pagkaantala mula sa ingay patungo sa pagbabago ng baitang.
2. P2 | Pag-asa sa kapaligiran (Padron sa espasyo)
   Hula: Sa kahabaan ng mataas na ricih o paksi ng banggaan, mas mahaba at mas mataas ang baitang, at mas “mabutil” tingnan ang larangan ng bilis.
   Obserbasyon: Ihambing ang mga kurba sa magkakating kalasag at ang mga profil ng serakang tindi kasabay ng paksi ng bar at paksi ng banggaan.
3. P3 | Pagpapagtugma ng iba’t ibang modalidad (Maramihang mapa)
   Hula: Magkakahanay ang mahabang paksi ng κ, tuktok ng ricih-bilis, mga piraso ng radyo, at pangunahing paksi ng polarisasyon.
   Obserbasyon: Irehistro ang apat na mapa sa iisang balangkas ng koordinado at kwentahin ang cosinus-pagkakatulad ng mga bertor.
4. P4 | Hugis-spektrum sa labas ng disk
   Hula: Ipapakita ng spektrum-kapangyarihan ng tira ng bilis sa labas ng disk ang marahang dalisdis sa mid- hanggang mababang dalas—tatak ng malapad-bandang, mababang-koherensiyang Lokal na Ingay na Tensyor.
   Obserbasyon: Ihambing ang lokasyon ng rurok at dalisdis sa pagitan ng spektrum ng tira at ng serakang spektrum na radyo.
5. P5 | Daloy ng pag-padan (Matiyagang parametro)
   Mga hakbang:
   • Gamitin ang fotometriya at distribusyon ng gas upang itakda ang prior para sa panloob na dalisdis mula sa nakikitang bagay.
   • Gamitin ang sukatan ng pagbuo ng bituin, mga palatandaan ng banggaan, lakas ng bar, at ricih upang itakda ang prior ng amplitud/sukat ng Estadistikal na Grabitasyong Tensyor.
   • Gamitin ang serakang radyo at antas ng tekstura upang itakda ang prior ng paglapad dahil sa Lokal na Ingay na Tensyor.
   • Ipadan ang buong kurba gamit ang iilang parametrong magkakahati at mag-suri ng tugma laban sa mga mapa ng pagbaluktot at larangan ng bilis.
     Layon: Isang set ng parametro para sa maraming set ng datos—iwasan ang pagtitino na tukoy sa bawat bagay.

VII. Pagsasalarawan sa araw-araw

Isang konboy na may “hangin sa likod”:

• Makina ang patnubay ng nakikitang bagay.
• Hanging pabor ang Estadistikal na Grabitasyong Tensyor—dahan-dahang humihina ngunit nagpapanatili ng bilis.
• Maliit na alon sa kalsada ang Lokal na Ingay na Tensyor, na nagbibigay ng bahagyang “butil” sa kurba.
• Panel ng kontrol: silinyador (suplay), pag-aayos ng kalsada (antas ng ricih/aktibidad), at pagpapanatili ng hanging pabor (amplitud ng dagdag-hagdang dalisdis).

VIII. Ugnay sa tradisyonal na balangkas

• Iba ang ruta ng paliwanag: Iniuugnay ng tradisyunal na pananaw ang “karagdagang hila” sa idinagdag na di-nakikitang bahagi; dito, ibinababa natin ito sa tugong estadistikal ng medium: pinakinis na dagdag-hagdang dalisdis mula sa Estadistikal na Grabitasyong Tensyor at mababang-amplitud na tekstura mula sa Lokal na Ingay na Tensyor.
• Mas matipid sa parametro: Tatlong magkakapinanggalingang salik—nakikitang suplay, pangmatagalang paghahalo, at nananatiling pagkiling ng tensyor—ang kumokontrol sa kinalabasan, kaya lumiit ang pangangailangang tukoy-sa-bagay na pagtitino.
• Isang mapa, maraming tanaw: Ang mga kurba ng pag-ikot, pagbaluktot-grabitasyon, dinamika ng gas, at polarisasyon ay magkakaibang tingin sa iisang mapa ng tensyor.
• Nakabukas, hindi nakikipagbangga: Kung may madiskubreng bagong bahagi sa hinaharap, isa lamang itong posibleng mikroskopikong bukal; para sa pangunahing tampok ng mga kurba ng pag-ikot, sapat na ang mga estadistikal na epekto ng medium upang makapagbigay ng pinag-isang pag-padan.

IX. Konklusyon

Kayang ipaliwanag ng iisang tanawin ng tensyor ang patag na baitang sa labas ng disk, ang dalawang mahigpit na relasyon, ang sabayang pag-iral ng matulis at pinalambot na ubod, at ang pagkakaibang pino sa tekstura:

• Hinuhubog ng nakikitang bagay ang pundamental na panloob na dalisdis.
• Ipinapatong ng Estadistikal na Grabitasyong Tensyor ang makinis, matatag, at dahan-dahang humihinang dagdag-hagdang dalisdis na umaatang sa bilis sa labas ng disk at “nagkakandado” sa panukat ng bilis sa nakikitang masa sa pamamagitan ng iisang sanhi.
• Nagdaragdag ang Lokal na Ingay na Tensyor ng mababang-amplitud na “butil,” ngunit hindi binabago ang kabuuang baitang.

Buod: Ang usapin sa kurba ng pag-ikot ay lumilihis mula sa “gaano karaming di-nakikitang bagay ang idadagdag” tungo sa “paano patuloy na hinuhubog ang iisang tanawin ng tensyor.” Sa ilalim ng pinag-isang mekanismong pang-medium na ito, ang baitang, mahigpit na relasyon, hugis ng ubod, at pag-asa sa kapaligiran ay hindi na magkakahiwalay na palaisipan, kundi magkakaibang anyo ng parehong pisika.