第7章：黑洞近环“共同时延＋极化翻转带”的同位缩放

目录 ／ 附录-1. 预测和证伪（V6.0）

一、前言

可分辨的黑洞近环（光子环/近视界辐射环）把三类信息写在同一张“近场读数纸”上：像面给出环与扇区，偏振给出取向与反转，时间域给出相干与滞后。若近环的几何—路径共同项确实存在，则它不应只在某一类观测量里偶然显影，而应以两个可操作、可互证的指纹同时出现：环上亮度起伏的共同时延，以及线偏振角的窄带翻转带。更关键的是，这两类指纹应当在同一归一化方位与半径上稳定同位，并在跨对象比较时呈现按黑洞特征时间尺与环角尺度的比例缩放；若出现明显随频翻向或按色散律重标度，则应优先归因于介质与仪器链路，而非几何—路径共同项。

二、预测（核心一句话）

在具备近环分辨与高偏振信噪的对象中，环上“共同时延峰”与“极化翻转带”将以稳定、可复现的方式在同一归一化方位与半径上同位出现；并且其时间尺度按 t_g = GM/c³ 比例缩放、其空间尺度按环角尺度比例缩放，且在完成去法拉第旋转与去散射等标准处理后不随观测频段翻向或重标度。

三、一句话目标

把“共同时延”与“翻转带”做成同位、同尺度、跨频稳健、跨源可缩放的双指纹检验，以支持或否证近环几何—路径共同项。

四、要测什么

1. 环上共同时延：将近环按统一口径划分为等弧段（或等相位扇区），对每一弧段提取强度光变 I_k(t)，计算任意两弧段之间的互相关函数并定位主峰滞后 τ_km；检验该滞后矩阵在多历元中是否保持稳定的符号与大小顺序，并记录“主滞后峰”对应的方位位置 φ_delay 与其不确定度。
2. 极化翻转带：在同一环的径向—方位平面上，以 Stokes Q、U 还原线偏振角 EVPA(φ,ρ) 与偏振分数 p(φ,ρ)，定位满足“EVPA 在窄带内发生近似 90° 的快速翻转且 p 同时显著下降”的狭窄带状区域，记录其中心方位 φ_flip、径向位置 ρ_flip、带宽 w_flip 及与邻近区域的偏振落差。
3. 同位判据：将 φ_delay 与 φ_flip、以及（若可定义）ρ_delay 与 ρ_flip 映射到统一的归一化坐标系（以环角直径与环宽作归一基准），计算同位距离 Δφ 与 Δρ，并统计在预注册容差内的同位率。
4. 同位缩放：对不同对象与不同频段，比较归一化位置（φ、ρ）是否重合；比较归一化时间尺度 τ_peak/t_g 与归一化带宽 w_flip/环宽 是否稳定；检验“跨源按 t_g 与环角尺度缩放”的一致性。
   • 比较归一化位置（φ、ρ）是否重合；
   • 比较归一化时间尺度 τ_peak/t_g 与归一化带宽 w_flip/环宽 是否稳定；
   • 检验“跨源按 t_g 与环角尺度缩放”的一致性。
5. 无色散与去旋稳健性：在多子带与多频点下复算上述量，检验同位与缩放是否在去 RM 前后保持同向一致；若出现随 λ² 或 1/ν 的系统性漂移、翻向或重标度，则标注为介质主导并从主结论剔除。

五、怎么做

• 样本与观测：优先选择近环可分辨且偏振信噪足够的超大质量黑洞与亮核，采用毫米/亚毫米甚长基线干涉阵进行强度与偏振的准同时多频观测；对快速变化对象增加单天线高采样辅测以增强时间域覆盖。
• 分区与口径冻结：预注册环的径向窗口、等弧段分区方案、时间窗长、互相关算法与峰值判别规则；预注册翻转带识别阈值（EVPA 翻转幅度、带宽上限、p 的下降幅度）与同位容差。
• 双管线盲化：强度时域组仅输出滞后矩阵与 φ_delay；偏振组仅输出翻转带的 φ_flip、ρ_flip、w_flip；两组只共享历元标签与分区模板，不共享对方数值结果。
• 仲裁与缩放检验：第三方按预注册规则计算同位率、同位距离分布与缩放一致性指标，并对不同频段与不同对象做归一化叠图对齐检验；对“只在某一频段/某一管线成立”的结果不计入支持。
• 稳健性与留出：每对象—每频段留出部分历元作为最终确认集；进行子阵列留出、基线留出、降采样与加噪稳健性测试；对关键结果要求跨成像方法（模型拟合、正则成像、闭合量反演）一致。

六、阳性/阴性对照与剥离假象

1. 阳性对照：在同一对象的多频历元中，φ_delay 与 φ_flip 在归一化坐标下反复重合，并且 τ_peak 随 t_g 比例缩放、w_flip 随环尺度比例缩放；更换阵列子集或分辨率后，同位与缩放关系仍在误差内保持。
2. 阴性对照：打乱弧段标签或旋转分区模板后，同位率应退化至接近随机；在校准源/点源上不应检出稳定翻转带或系统性滞后；若低频段显著而高频段消失或位置漂移显著，应优先归因于散射核与前景介质。
3. 与介质/仪器区分：对同一历元内子带做随频行为检查——若 EVPA 的变化可被 λ² 规律解释，或滞后量随频段呈系统性重标度，则按法拉第/色散处理；互换 D-term 解、改变极化标定顺序与交叉手相位回放，若同位关系随标定配置改变而消失，则判为仪器泄漏伪像。
   • 若 EVPA 的变化可被 λ² 规律解释，则按法拉第处理；
   • 若滞后量随频段呈系统性重标度，则按色散处理；
   • 互换 D-term 解、改变极化标定顺序与交叉手相位回放，若同位关系随标定配置改变而消失，则判为仪器泄漏伪像。

七、支持（通过）判据

在同一对象的多频观测与多历元中，共同时延峰与极化翻转带在同一归一化方位与半径上稳定同位；二者的时间尺度按 t_g = GM/c³ 比例缩放、空间尺度按环角尺度比例缩放，且在去 RM、去散射与束斑统一等标准步骤后不随频段翻向或重标度；结论在不同阵列配置、不同成像/拟合方法与不同处理管线下保持稳健，并在标签置换、模板旋转与校准互换对照中显著优于随机。

八、否证（未通过）判据

共同时延峰与极化翻转带长期不同位，或只有其一出现而另一项稳定缺席；或同位关系仅在单一阵列/单一路线/单一标定配置下显著，跨团队复算失败；或随频出现系统性漂移、翻向或按 λ²/1/ν 等色散律重标度，去 RM/去散射后同位关系消失；或在标签置换、分区旋转与校准互换后仍“同样显著”，难以与方法偏差与系统伪像区分。

九、系统误差与对策（不超过三点）

• 前景法拉第屏与残余色散：会造成 EVPA 随频漂移并诱发假翻转带。对策：多频去 RM、子带一致性门限与去/不去 RM 双口径对照；对呈规律随频的部分降权或剔除。
• 散射与相位不稳（尤其强散射视线）：会制造假环、假带与假滞后。对策：闭合量优先、随机散射核变体反卷积与多夜联合建模，并报告去散射前后同向性与位置稳定性。
• 阵列采样与极化泄漏：稀疏 uv 覆盖与 D-term 误差可引入形态—极化混叠。对策：多成像算法交叉、子阵/基线留出复建、标定顺序互换与闭合偏振检查；对标定不稳历元设留出或降权。

十、互证闭环

• 与近视界动态层化（第26章）核对同位方位与同窗时段：若断层/孔隙层化在某一方位增强，则该方位的翻转带与共同时延峰应同步更显著。
• 与核外慢漏谱与“呼吸”事件（第38章）核对同窗：若近环同位缩放在强事件窗内增强，则慢漏谱与环宽“呼吸”类协变应更易出现；若同窗长期缺失，则应回退机理并修订近场外逸链路。

十一、成败线（一句话版）

若“共同时延峰＋极化翻转带”在归一化坐标中稳定同位、按 t_g 与环尺度比例缩放且跨频无色散、跨管线可复验，则支持本章预测；若同位与缩放被系统性破坏或可由介质/仪器色散与成像偏差复制，则否证本章预测。