3.2 Labis na likurang radyong kosmiko: pag-angat ng baseline nang hindi umaasa sa di-nakikitang mga pinagmumulan

Home ／ Kabanata 3: Uniberso sa antas makroskopiko

Mga termino
Sa bahaging ito, ang “labis na likurang radyong kalat” ay tinutukoy bilang: ang enerhiyang naibabalik sa medium kapag Pangkalahatang Hindi-Matatag na Partikulo (GUP) ay nabubuwag o naglalaho ay naiipon sa estadistika at nagiging Ingay na Tensor sa Likuran (TBN); ang anyong-espasyo nito ay mahina ngunit kasabay ng topograpiya ng Grabitasyong Tensor Estadistikal (STG). Mula rito, gagamitin natin ang buong pangalang Filipino—Pangkalahatang Hindi-Matatag na Partikulo, Ingay na Tensor sa Likuran, at Grabitasyong Tensor Estadistikal—sa kabuuan ng teksto.

I. Penomenon at hamon

1. Isang dagdag na “patungan” sa ilalim
   Kahit ibawas na ang lahat ng natutukoy na pinagmumulan ng radyasyon—mga galaksi, kuwásar, jet, labi ng supernoba, at iba pa—nanatiling mas maliwanag kaysa inaasahan ang malawakang radyong kalat sa buong langit, na para bang may idinagdag na sahig sa buong mapa ng langit.
2. Makinis at may malapad na saklaw ng dalas
   Makinis ito ayon sa anggulo at halos walang pinong “butil-butil.” Malapad ang ispektrum at walang makikitid na guhit; hindi ito parang koro na pinatatakbo ng iisang enjin o mekanismo.
3. Hindi sapat ang paliwanag na “dagdagan pa ang maliliit na pinagmumulan”
   • Kung ipaliliwanag bilang napakaraming hindi-pa-nahahating pinagmumulang tuldok, ang kailangan na distribusyon ng bilang at liwanag ay lilikha ng mas malalakas na alon sa maliliit na sukat kaysa sa talagang naobserbahan.
   • Ang kabuuang dami ng pinagmumulan at kasaysayan ng ebolusyon na ipinahiwatig ay hindi tumutugma sa bilang-mga-pinagmumulang nakikita sa mga napakalalim na surbey.
4. Karagdagang katangiang obserbasyonal
   • Mataas ang isotropiya (bahagyang tumataas lamang sa lubhang aktibong mga kapaligiran).
   • Mababa ang netong polarisasyon (walang iisang “ayos ng pagbuga,” kaya madaling magbawas-bawasan ang mga yugto).
   • Matatag sa paglipas ng panahon (mahabaang-gitnang ingay-baseng kalat).

Buod: higit itong kahawig ng tunay na likurang kalat, hindi ng “suma ng di-pa-nakikitang napakaraming munting bombilya.”

II. Paliwanag ng mekanismong pisikal

1. Larawang-ilalim: ang “paroo’t parito” ng Pangkalahatang Hindi-Matatag na Partikulo
   Sa dagat ng enerhiya, ang Pangkalahatang Hindi-Matatag na Partikulo ay paminsan-minsang humihigad, nabubuhay nang saglit, saka nabubuwag o naglalaho. Bawat pagbuwag ay nagbabalik sa medium ng mahihinang paketeng may malapad na dalas at mababang pagkakasabay. Maliit ang bawat isa, ngunit napakarami.
2. Ingay na Tensor sa Likuran: pag-iipon ng maliliit na pakete tungo sa baseline
   Ang di-mabilang na magkaibang paketeng nagtatambak sa espasyo at panahon ay kusa’t bumubuo ng makalat, malapad-dalas, mababang-kohesyong baseline—ang Ingay na Tensor sa Likuran. Tumutugma ito sa mga pangunahing anyo ng “labis” na radyasyon:
   • Mas maliwanag ngunit hindi nakakasilaw: itinaas ang baseline nang hindi bumubuo ng siksik na kumpol ng malilinaw na tuldok.
   • Makinis ang ispektrum: galing sa magugulong pakete, hindi sa nakapirming transisyon o magkakaparehong kumpas.
   • Malakas ang isotropiya: ang pagsilang at paglaho ay halos saanman at napapantay sa tagal ng kosmikong panahon.
   • Mahinang kasabay sa estruktura: hindi ito nakatutok mula sa iisang uri ng pinagmumulan; sa halip ay bahagyang kasabay ng topograpiya ng Grabitasyong Tensor Estadistikal (paliwanag sa ibaba).
3. Bakit pinakasensitibo ang saklaw na radyong dalas
   Pinakamainam sa saklaw na ito ang pag-iipon ng malapad-dalas at mababang-kohesyong signal: dinadagdag ng mga teleskopyo ang napakaraming mahihinang pakete mula sa malayo at tuwirang nababása bilang pag-angat ng ingay-baseline. Sa mas matataas na dalas, may pag-iipon din, ngunit madali itong natatakpan ng pagsipsip at pagkalat ng alikabok o medium; “mas malinis” ang bintanang radyong dalas.
4. Mahinang kasabay sa Grabitasyong Tensor Estadistikal
   Nakaasa sa kapaligiran (pagsasanib, alimpuyo ng banggaan, matitinding jet, malalakas na gunting) ang pangkalahatang aktibidad ng Pangkalahatang Hindi-Matatag na Partikulo. Kaya bahagyang umuuga ang karaniwang amplitud ng Ingay na Tensor sa Likuran ayon sa topograpiyang ito: kaunti ang pagliwanag sa mas “masiglang” rehiyon, ngunit kapag pinantay sa malawak na sukat ay nananatiling makinis na likuran.
5. Pagpapantugma sa tala ng enerhiya at sa hitsura ng larawan
   • Tala ng enerhiya: ang sobrang liwanag ay mula sa tuluy-tuloy na pagpasok ng enerhiya kapag nabubuwag o naglalaho ang Pangkalahatang Hindi-Matatag na Partikulo.
   • Tala ng larawan: nakikita ito bilang Ingay na Tensor sa Likuran na nagtataas sa makalat na likuran, may makinis na ispektrum, at may malakas na isotropiya.
     Konklusyon: dalawang mukha ng iisang barya—ang isa’y pinagmulang badyet, ang isa’y mukhang nakikita.
6. Ina asahang detalye sa ispektrum, polarisasyon, at pagbabago sa panahon
   • Ispektrum: halos makinis na batas-kapangyarihan o bahagyang kurbado, walang makitid na guhit; maliit at mabagal ang pagkakaiba sa iba’t ibang bahagi ng langit.
   • Polarisasyon: mababa ang netong polarisasyon dahil sa pag-iipon ng maraming pinagmumulan; bahagyang tumataas lamang sa mga gilid na may malakas na gunting at halos magkakatugmang direksiyon ng larangan-magnetiko.
   • Pagbabago sa panahon: pangmatagalang matatag; matapos ang malalaking pagsasanib o yugto ng jet, maaaring lumitaw ang napakahinang pag-angat na may kaunting pagkaantala (ingay muna, saka ang dumaragdag na kabigatán).

III. Nasusubok na pahayag at pagtutugma (nakakabit sa obserbasyon)

• P1 | Pamantayan ng anggular na ispektrum ng kapangyarihan
  Pahayag: ang kapangyarihan sa maliliit na anggulo ay mas mababa kaysa sa mga modelong “hindi-pa-nahahating pinagmumulang tuldok,” at sa malalaking anggulo ay banayad at makinis ang hilig.
  Pagsubok: ihambing ang anggular na ispektrum ng kapangyarihan ng malalalim na larangan sa extrapolasyon ng mga pinagmumulang tuldok; mas patag sa maliliit na sukat ang ebidensiya pabor sa Ingay na Tensor sa Likuran.
• P2 | Pamantayan ng kinis ng ispektrum
  Pahayag: walang makitid na guhit ang ispek­trum na naipapantay sa buong langit at bahagyang kurbado lamang; kaunti ang pagkakaiba ng indeks sa mga rehiyon.
  Pagsubok: magkasanib na pag-aangkop sa maraming dalas upang patunayan ang “makinis—mabagal ang pagbabago,” sa halip na suma ng maraming makikitid na mekanismo.
• P3 | Pamantayan ng mahinang kasabay (sa topograpiya ng Grabitasyong Tensor Estadistikal)
  Pahayag: positibo ngunit mahina ang ugnayan ng likurang kalat sa mga mapa ng pagbaluktot ng grabidad (φ/κ) at sa gunting kosmiko.
  Pagsubok: gawin ang korelasyong krus sa mga mapang ito; maliliit na positibong koepisyent at lumalakas sa mas aktibong kapaligiran ang inaasahan.
• P4 | Sunod-sunod na pangyayari: ingay muna, grabidad pagkatapos
  Pahayag: sa kahabaan ng mga aksis ng pagsasanib, sa unahan ng alon-pagbubunggo, at malapit sa malalakas na jet, bahagyang nauuna ang pag-angat ng likurang kalat (Ingay na Tensor sa Likuran), saka dumaragdag at umiimpok nang makinis ang Grabitasyong Tensor Estadistikal.
  Pagsubok: pagmamatyag sa maraming panahon upang itugma ang pagbabagong radyong kalat sa mga palatandaan ng dinamika/pagbaluktot ayon sa pagkaantala ng oras.
• P5 | Mababa ang netong polarisasyon
  Pahayag: mababa ang netong polarisasyon sa buong langit; kaunti lamang ang pagtaas sa mga sinturong napapalakas ng heometriya.
  Pagsubok: ang malalawak na mapa ng polarisasyon ay dapat magpakita ng tatluhang “mababa—matatag—bahagyang mas mataas sa gilid.”

IV. Paghahambing sa mga tradisyonal na paliwanag

• Hindi ito “mas marami pang nakatagong maliliit na bombilya”
  Kung nangingibabaw ang mga hindi-pa-nahahating pinagmumulang tuldok, mas butil-butil sana ang langit kaysa sa aktuwal. Hindi rin sinasang-ayunan ng bilang-pinagmumulan at kasaysayan ng ebolusyon ang napakalaking populasyong kakailanganin.
• Hindi rin ito iisang “nagkakaisang enjin”
  Ang iisang mekanismo ay karaniwang may bakas na guhit-ispektrum o polarisasyon. Sa kabaligtaran, ang malapad na saklaw na walang guhit at mababang netong polarisasyon ay higit na tugma sa “milyun-milyong magugulong paketeng nagsasama-sama.”
• Isang larawan para sa maraming katangian
  Ang parehong landasing pisikal ang maayos na nagpapaliwanag ng pagtaas ng liwanag, kinis ng ispektrum, mataas na isotropiya, mahinang kabutilan, at mahinang kasabay. Mas matipid at magkakaugnay ang lapit na nakasandig sa medium at estadistika kaysa ang pira-pirasong pagdikit ng tulong sa bawat anomaliya.

V. Pagmomodelo at pag-aangkop (gabay sa operasyon)

1. Daloy ng gawain:
   • Paglilinis ng unahang signal: tugunin sa iisang pamantayan ang sinkrotron ng Galaksi, “free–free” na pagbuga, alikabok, at mga epekto ng ionospera.
   • Dalawang sangkap na templat sa espasyo: “isotropikong likuran + templat na bahagyang kasabay sa topograpiya ng Grabitasyong Tensor Estadistikal.”
   • Pagpigil sa ispektrum: unahin ang makinis na batas-kapangyarihan o bahagyang kurbado; huwag hayaang mangibabaw ang makikitid na sangkap.
   • Kontrol sa maliliit na sukat: gamitin ang anggular na ispektrum ng kapangyarihan upang supilin ang “butil na parang pinagmumulang tuldok” at limitahan ang buntot ng mga hindi-pa-nahahating pinagmumulan.
   • Krus-beripikasyon: ipares ang mapa at panahon sa φ/κ ng pagbaluktot, sa gunting kosmiko, at sa mga sampol ng pagsasanib upang tiyakin ang pag-angat ng makalat na likuran.
2. Mabilisang hawak-obserbasyon:
   • Mas patag ba sa maliliit na sukat ang anggular na ispektrum kaysa sa extrapolasyon ng pinagmumulang tuldok?
   • Makinis at mabagal bang magbago ang maraming-dalas na ispektrum?
   • Positibo ngunit mahina ba ang korelasyong krus, at lumalakas sa mas aktibong kapaligiran?
   • Mababa ba ang netong polarisasyon at bahagya lamang tumataas sa mga gilid?

VI. Paghahambing na malapit sa araw-araw

“Mahangin na ugong ng trapiko sa malayo”
Hindi iisang makina ang nadirinig mo, kundi ang mababang ugong ng di-mabilang na sasakyan sa malayo. Itinaas nito ang ingay-baseline, hindi nakakairita, at matatag. Ganoon din ang “labis” na radyong kalat.

VII. Konklusyon

• Pagpapatributong pisikal: ang labis sa likurang radyong kosmiko ay pinakamakatwirang idugtong sa Ingay na Tensor sa Likuran—isang makalat na baseline na itinaas ng pangmatagalang estadistikang pag-iipon ng di-mabilang na mahihinang paketeng malapad ang dalas na pinakakawalan tuwing nabubuwag o naglalaho ang Pangkalahatang Hindi-Matatag na Partikulo.
• Ugnayang espasyo: bahagyang kasabay ang senyal sa topograpiya ng Grabitasyong Tensor Estadistikal: kaunti ang pag-angat sa mas aktibong sona, ngunit makinis pa rin sa kabuuan ng langit.
• Pagbago ng tanong: mula sa “gaano karami pang di-nakikitang pinagmumulang tuldok?” tungo sa “anong antas ng makalat na baseline ang likas na binubuo ng medium habang tuloy-tuloy ang pagsilang at paglaho?”.
• Isang magkakabit na salaysay: sinasara nito ang ikot sa Seksyon 3.1 (mga kurba ng pag-ikot) at mga Seksyon 2.1–2.5: ang yugto ng pag-iral ng Pangkalahatang Hindi-Matatag na Partikulo ang nagpapataas ng “antas-dagat”—ang Grabitasyong Tensor Estadistikal; samantalang ang yugto ng pagbuwag ang naghahasik ng ingay—ang Ingay na Tensor sa Likuran. Iisang ugat, bahagyang kasabay, at nasusubok bilang isang pinag-isang paliwanag.