8.12 Energiaehtojen yleispätevyys

Etusivu ／ Luku 8: Paradigmateoriat, joita Energiasäieteoria haastaa

Johdanto (kolmen askeleen tavoite):
Tässä luvussa selitetään, miksi yleisen suhteellisuusteorian “energiaehdot” on pitkään nähty yleisinä reunaehtoina, missä ne törmäävät havainto- ja fysikaalisiin vaikeuksiin sekä miten Energiasäieteoria (EFT) laskee niiden aseman “horjumattomista aksioomista” nollannen asteen likiarvoiksi ja tilastollisiksi rajoitteiksi. Yhtenäisessä kielessä “energiamerestä — tensorimaisemasta” muotoilemme uudelleen, millaiset energiat ja etenemistavat ovat sallittuja, ja ehdotamme poikkimittaisia, testattavia vihjeitä.

I. Mitä vallitseva malli esittää

1. Pääkannat

• Energia ei ole negatiivista, eikä energian virtaus ole valoa nopeampaa: minkä tahansa havaitsijan mittaama energiatiheys on ei-negatiivinen (heikko energiaehto (WEC)), ja energian virtauksen nopeus ei ylitä valon nopeutta (hallitseva energiaehto (DEC)).
• Gravitaatio “kokoaa” globaalia geometriaa: paineen ja energiatiheyden yhdistelmä ei saa hajottaa geometriaa, jotta kokonaiskonvergenssi säilyy (vahva energiaehto (SEC)).
• “Alaraja” valonsäteiden suunnassa: energiatiheys valogeodeesilla ei saa olla “mielivaltaisesti negatiivinen” (nollaenergiaehto (NEC) / keskimääräinen nollaenergiaehto (ANEC)); nämä tukevat singulariteetti- ja fokusoitumisteoreemoja.
• Näiden ehtojen ansiosta monet yleiset tulokset pätevät: esimerkiksi singulariteettiteoreemat, mustien aukkojen pinta-ala-teoreema ja “eksoottisten” ilmiöiden (satunnaiset madonreiät tai warp-tyyppinen liike) poissulku.

2. Miksi ne ovat suosittuja

• Vähän oletuksia, vahvat johtopäätökset: ilman mikrofysiikan yksityiskohtiakin voi rajoittaa geometriaa ja kausaalisuutta laajasti.
• Laskenta- ja todistusvälineet: ne erottavat nopeasti “sallittu/ei sallittu” globaalilla tasolla ja toimivat kaiteina kosmologiassa ja gravitaatioteoriassa.
• Yhteensopivuus arkijärjen kanssa: energian odotetaan olevan positiivista, ja signaalit eivät kulje valoa nopeammin — linjassa insinöörikokemuksen kanssa.

3. Miten ne kannattaa tulkita

• Ne ovat klassisia, pistekohtaisia tehokkaita rajoitteita: sopivia, kun aineella ja säteilyllä on selkeä keskiarvomerkitys. Kvantti-, vahvan kytkennän tai pitkän polkuintegraalin tilanteissa tilalle tarvitaan pehmeämpiä versioita, kuten “keskiarvoehtoja” ja kvanttiepätasa-arvoja, pistekohtaisten väitteiden sijaan.

II. Havaintojen haasteet ja kiistakohdat

• “Negatiivisen paineen/kiihtymisen” ulkoasu
  Varhaisen ajan “silottuminen” ja myöhäinen “kiihtyminen” (standarditarinassa inflaatio ja pimeä energia) vastaavat tehokasta fluidia, joka rikkoo vahvan energiaehdon. Jos vahvaa energiaehtoa pidetään “rautaisena lakina”, tällaiset piirteet vaativat lisäolioita tai potentiaaleja paikkauksiksi.
• Kvantti- ja paikalliset poikkeukset
  Casimir-ilmiö ja puristettu valo sallivat negatiivisen energiatiheyden rajatuissa aika-avaruusalueissa. Se on ristiriidassa heikon ja nollaenergiaehdon pisteversioiden kanssa, mutta yleensä noudattaa keskiarvo- ja integraalirajoitteita (negatiivinen lyhyellä aikavälillä — kompensoituu pidemmällä).
• “Fantomimainen w” sovituksissa
  Etäisyysaineistot suosivat joskus väliä, jossa ( w < -1 ). Se koskettaa muodollisesti nollaenergiaehtoa ja hallitsevaa energiaehtoa. Tulkin­ta kuitenkin nojaa oletukseen, että kaikki punasiirtymä johtuu metriikan laajenemisesta. Kun mukaan otetaan reitinvarsi- ja suuntainformaatio, johtopäätös horjuu.
• Pienet jännitteet mittareiden välillä
  Yhden “positiivinen energia — kokoava gravitaatio” -pohjan avulla on vaikea selittää samanaikaisesti heikon linssauksen amplitudia, voimakkaan linssauksen aika-viiveitä ja etäisyysjäämiä. Usein tarvitaan lisävapausasteita ja ympäristötermejä. Tämä vihjaa, että pistekohtaiset energiaehdot ovat liian jäykkiä kokonaiskuvaa varten.

Yhteenvetona:
Energiaehdot ovat luotettavia kaiteita nollannen asteen tasolla. Nykyaikaisissa havainnoissa — joissa korostuvat kvanttivaikutukset, pitkät kulkureitit sekä suunta- ja ympäristöriippuvuus — niiden “yleispätevyys” kannattaa laskea keskiarvo- ja tilastorajoitteiksi, jotta “pienille mutta toistettaville” poikkeuksille jää tilaa.

III. Uudelleenkirjoitus energiasäieteorian mukaan ja mitä lukija käytännössä havaitsee

Ydin yhdessä lauseessa:
Älä kohtele pistekohtaisia “energiaehtoja” horjumattomina aksioomina; korvaa ne kolmella samanaikaisella rajoitteella: tensorinen stabiilisuus, etenemisen ylärajan säilyminen ja Tilastollinen tensorigravitaatio (STG).

• Stabiilisuus: energiameren tensorimaisema ei saa ajautua “rajattomaan kiristymiseen” tai “pohjattomaan löystymiseen”, jotka synnyttävät epästabiiliutta.
• Yläraja säilyy: paikallista etenemisrajaa (valonnopeus nollannella asteella) ei saa ylittää — ei superluminaalia kuljetusta.
• Tilastorajoite: paikalliset ja lyhytaikaiset “negatiiviset poikkeamat/epätavalliset paineet” sallitaan kimmon-lainana, mutta niiden on täytettävä reittiin sidotut dispersiottomuusvaatimukset ja keskiarvoepätasa-arvot — globaalisti pätee ei arbitraasia.

Seuraus: varhaisen/myöhäisen “negatiivisen paineen” vaikutelmat, paikalliset “negatiivisen energian läiskät” ja moniskaalaiset havainnot voidaan sovittaa samalle peruskartalle ilman uusien olioiden kasauttamista.

Intuitiivinen analogia (merenkulku):

• Nollas aste: meren pinta on yleisesti pingottunut, aluksen huippunopeus on kiinteä (yläraja säilyy), “teleportaatio” on kielletty.
• Ensimmäinen aste: paikalliset olot antavat vasta- tai myötätuulta (negatiivinen/positiivinen poikkeama), mutta reitin kokonaismatka ja kokonaisaika noudattavat keskiarvosääntöjä.
• Tilastollinen tensorigravitaatio muistuttaa merivirtoja: se jakaa laivaston tiheyden ja nopeuden uudelleen, mutta ei luo “ikiliikkujaa”.

Kolme ydinkohtaa energiasäieteorian mukaisessa uudelleenkirjoituksessa

1. Alemmas hierarkiassa: aksioomeista keskiarvo- ja tilastorajoitteiksi. Heikko, nolla-, vahva ja hallitseva energiaehto toimivat nollannen asteen empiirisinä sääntöinä; kvantti- ja pitkän reitin tilanteissa tilalle astuvat reittiin sidotut dispersiottomat ehdot ja keskiarvoepätasa-arvot.
2. “Negatiivinen paine” tensorikehityksenä: varhainen silottuminen ja myöhäinen kiihtyminen eivät edellytä salaperäistä komponenttia, jolla olisi “aidosti negatiivinen paine”. Ne syntyvät reitin varrella muuttuvan tensorin aiheuttamasta evolutiivisesta punasiirtymästä sekä Tilastollisen tensorigravitaation lempeistä korjauksista (ks. 8.3 ja 8.5).
3. Yksi kartta, monta käyttöä — ilman arbitraasia
   • Sama tensoripotentiaalin peruskartta vähentää yhtä aikaa: pienet suuntapoikkeamat etäisyysjäämissä, suuren skaalan heikon linssauksen amplitudierot ja mikrodriftit voimakkaan linssauksen aika-viiveissä.
   • Jos jokainen aineistosarja vaatii oman “paikkalapun” energiaehtojen poikkeukseksi, se ei tue energiasäieteorian yhtenäistä uudelleenkirjoitusta.

Testattavat vihjeet (esimerkkejä):

• Dispersiottomuusvaatimus: nopeiden radiopurkausten (FRB), gamma-purkausten (GRB) ja kvasaari­muuttelun saapumisaika- ja taajuussiirtymäjäämien tulisi liikkua yhdessä kaistan halki; kromaattiset driftit puhuvat “evolutiivisia reittirajoitteita” vastaan.
• Suuntien yhteensuuntaus: pienten suuntapoikkeamien Ia-tyypin supernovissa / barionisissa akustisissa värähtelyissä (BAO), heikon linssauksen konvergenssissa ja voimakkaan linssauksen aika-viiveiden mikro-biasissa tulee osoittaa samaa suosittua suuntaa — merkki siitä, että “negatiivisen paineen” juurisyy on tensorikehitys.
• Ympäristöriippuvuus: näkösäteet, jotka kulkevat rakenteeltaan rikkaampien alueiden läpi, näyttävät hieman suurempia jäämiä; tyhjemmissä suunnissa jäämät pienenevät — johdonmukainen tilastollisen “kimmon-lainaa” -kuvion kanssa.
• Casimir-tyyppinen tähtitieteellinen kaiku: jos paikallisia “negatiivisia poikkeamia” on, odotetaan hyvin heikkoja samansuuntaisia korrelaatioita integroidun Sachs–Wolfe-ilmiön (ISW) pinoissa tai heikon linssauksen ja etäisyysjäämien ristikkäiskorrelaatioissa.

Mitä lukija käytännössä huomaa

• Ajatustaso: energiaehdot eivät ole “rautalakeja” vaan nollannen asteen likiarvoja plus keskiarvo- ja tilastorajoitteita; poikkeukset sallitaan, kunhan ne kompensoituvat pareittain ja noudattavat ei-arbitraasia.
• Menetelmätaso: siirrytään “poikkeus on kohinaa” -ajattelusta “jäämien kuvantamiseen”, jossa yksi peruskartta kohdistaa heikot mutta vakaat kuviot eri aineistoissa.
• Odotustaso: ei odoteta suuria rikkomuksia, vaan etsitään hyvin pieniä, toistettavia, suuntaisesti yhtenäisiä ja dispersiottomia poikkeamia — ja testataan, selittääkö yksi kartta useita mittareita.

Lyhyitä täsmennyksiä yleisiin väärinkäsityksiin

• Sallivatko energiasäieteoria ja sen rajat valoa nopeamman liikkeen tai ikiliikkujan? Eivät. Etenemisen ylärajan säilyminen ja ei-arbitraasi ovat kovat reunaehdot.
• Kieltääkö energiasäieteoria positiivisen energian? Ei. Nollannen asteen tasolla säilyvät positiivinen energia ja kausaalisuus; sallittuja ovat vain paikalliset/lyhytaikaiset negatiiviset poikkeamat, jotka kompensoidaan reitti- ja keskiarvosäännöillä.
• Todistaako havainto ( w < -1 ) “energiaehtojen rikkomuksen”? Ei välttämättä. Energiasäieteoria ei selitä etäisyyksiä pelkällä ( w )-parametrilla, vaan kahdella tensorisen punasiirtymän mekanismilla yhdessä Tilastollisen tensorigravitaation kanssa. Jos suunta- ja ympäristöviitteet eivät asetu linjaan, ensin epäillään menetelmiä ja systemaattisia vinoumia.

Luvun yhteenveto
Klassiset energiaehdot tarjoavat selkeät kaiteet. Jos niistä tehdään yleispätevä laki, ne litistävät fysiikkaa, joka elää kvanttialueilla, pitkien reittien ilmiöissä sekä suunta- ja ympäristöriippuvuuksissa. Energiasäieteoria korvaa pisteaksioomat “tensorisella stabiilisuudella + etenemisen ylärajalla + tilastorajoitteilla”, asettaa “negatiivisen paineen/energian” vaikutelmat tiukan dispersiottomuus- ja keskiarvokurin alle ja käyttää yhtä tensoripotentiaalin karttaa jäämien kohdistamiseen yli mittarien. Näin kausaalisuus ja maalaisjärki säilyvät, ja pienistä mutta vakaista poikkeamista tulee luettavia “pikseleitä” perustason maisemassa.