第27章：宇宙尺度“路径红移”四维层析（天区 × 红移 × 环境 × 公共项）

目录 ／ 附录-预测和证伪

一、【一句话目标】
围绕四维层析立方体（天区像素 × 红移切片 × 环境分层 × 公共项指标），在统一频标/时标与源端定标的前提下，对路径红移的无色散公共项进行宇宙尺度重建与检验：在标准扣除源端速度/引力红移、仪器与标定项、银河系与电离层/法拉第及前景/择样影响后，测试该公共项是否（i）跨谱线/跨波段无色散、（ii）对环境骨架（空洞 → 纤维 → 结点、外会聚/外剪切、弱透镜 κ）单调增强、（iii）在多探针与多团队/多设施间可复现并被环境前馈预测所盲化命中。若残差可由仪器漂移/谱线系综偏置/分辨率混叠/色散介质解释，或不具备跨法与跨队稳健性，则否证。

二、【要测什么】

• 公共项指标（文字化分级）：
  在每个天区像素—红移切片内，形成路径红移残差的方向（上抬/下压）与强度（强/中/弱）分级；要求在相邻子带与多谱线中同向。
• 无色散一致性：
  对同源多谱线（窄禁线、分子/原子跃迁、21 cm、射电脉冲等）与多波段（射电/毫米/光学/近红外）比较方向与强度排序；若出现随 λ²/1/ν/法拉第规律翻向或缩放，判为介质/链路色散。
• 环境单调性：
  将公共项与空洞—纤维—结点骨架、外会聚 κ/外剪切 γ/弱透镜 κ、星系密度场、到结点距离等进行增强/平台/不相关分级；检验空洞 → 纤维/结点与κ/γ/κ_weak 提升的单调增强。
• 角尺度与相关长度：
  在10–30–100 Mpc等尺度平滑下，记录公共项的角相关长度与各向异性（是否出现大尺度翻转/半天球差异），并与环境模板的形态连续性比对。
• 红移分层与层析连续性：
  在薄切片与厚切片两种口径下，评估公共项沿红移轴的相邻切片同向性与强度排序是否稳定；若仅在宽切片显著，提示径向混叠风险。
• 多探针闭环：
  与强透镜时延/通量比统计、FRB 去色散后到达时残差、21 cm 强度映射公共项、同源多谱线整体平移（比值不变）、旋转曲线—弱透镜一致拟合等做方向与强度的一致性核验。

三、【怎么做】

1. 数据域与样本族
   • 光谱/成像巡天：选取大面积光谱红移与深度成像重叠区，保证广域 × 红移深度的覆盖；
   • 射电/毫米/21 cm/脉冲样本：并入FRB/脉冲源去色散序列与21 cm清洗后数据；
   • 环境模板：由星系三维分布与弱透镜 κ重建空洞—纤维—结点骨架，并生成κ/γ/κ_weak投影。
2. 像素化与层析
   • 天区像素：采用等面积像素网构建像素—红移栅格；
   • 红移切片：依据光谱 z与高质量光度 z设定薄/厚两档切片；
   • 环境分层：对每个像素—切片赋予环境等级与距离结点/空洞度。
3. 统一定标与去系统化
   • 频时基统一：光学/射电频标/时标锚定至单一外参（跨设施对时/对频），发布稳定度日志；
   • 源端扣除：基于同源多谱线比值不变与窄线/星标，剥离源端速度/引力红移与内禀位移；
   • 介质/前景：去除银河前景/法拉第/电离层与大气/带通影响；射电端进行去 RM/泄漏校正；
   • 掩膜与耦合：统一天区掩膜并做掩膜旋转/置换以评估模式耦合。
4. 公共项构建与归一
   • 在每个像素—切片内，从多谱线/多波段取得路径红移残差并文字化分级；
   • 以噪底/窗口函数与仪器稳定度归一，形成无量纲公共项指标并输出四维层析立方体。
5. 前馈—盲化—仲裁
   • 环境组（前馈）：仅用环境模板与掩膜，为各像素—切片输出预测卡：公共项方向/强度/尺度与单调性；
   • 测量组（独立管线）：在两类以上清洗路径与两种像素/切片口径下独立产出公共项立方体与无色散/单调结论；
   • 仲裁组：对齐预测卡—实测摘要，在天区/红移/环境等级/方法族维度统计命中/错向/空击率。
6. 交叉一致性
   • 与弱透镜 κ/星系密度/CMB 透镜 κ作交叉相关并报告是否随波段翻向；
   • 与强透镜鞍点像消融过剩/通量比平滑场解释、21 cm 公共项—环境相关、绝对跨环境光速比对进行方向一致性核验。

四、【阳性/阴性对照与剥离假象】

1. 阳性对照（支持路径红移公共项）：
   • 公共项指标在相邻子带/多谱线与多设施间同向，并随空洞 → 纤维/结点与κ/γ/κ_weak呈单调增强；
   • 无色散成立：不随λ²/1/ν/法拉第规律翻向/缩放；
   • 四维连续性良好：沿天区/红移呈形态连续，与环境骨架形状/走向一致；
   • 前馈命中率显著高于随机，且与强透镜/FRB/21 cm等探针的方向与强度排序相容。
2. 阴性对照（反对路径红移公共项）：
   • 残差与仪器零点/带通/温漂或银河前景/法拉第强共变，或呈明显色散律；
   • 仅在单一巡天/单一路线/单一天区显著，或对掩膜/切片厚度高度敏感；
   • 模板旋转/标签置换/红移打乱仍“显著”，判为方法/选择偏差。

五、【系统误差与对策（不超过三点）】

• 频标/波长零点与跨巡天拼接漂移：可假造大尺度残差。对策：跨设施重叠区闭合与实验室标准谱线锚定，发布零点稳定度与拼接偏差曲线；在双管线与留出谱线集下复算。
• 环境模板与掩膜耦合：骨架在掩膜边界处易诱发伪相关。对策：执行掩膜旋转/随机化与像素重采样，报告模板—掩膜互作用上限；对边界像素降权。
• 红移不确定度与径向混叠：光度 z 尾部与薄切片导致走样。对策：构建红移误差核，在薄/厚切片与去卷积/未去卷积两口径下比对方向一致性；对高误差子样单独报告。

六、【执行与公开】

• 预注册：像素分辨率与切片厚度、谱线与波段清单、统一定标/去系统化流程、公共项文字化分级口径、无色散/环境单调/四维连续性的判据、阳性/阴性对照与排除条款、仲裁计分规则；
• 留出与复验：为每个红移层/环境等级/天区块设留出像素/留出谱线组作最终确认；
• 跨团队/跨设施复现：互换原始测光/光谱/能见度与脚本，开展降采样/加噪/掩膜变体/模板旋转稳健性测试；
• 公开材料：发布预测卡、四维公共项立方体（文字化分级）、无色散与环境单调摘要、定标/掩膜/红移误差日志与关键中间产物；
• 与第1章（跨探针无色散公共项）、第9/21章（强透镜统计）、第23章（21 cm 公共项—环境相关）、第24章（绝对跨环境光速比对）构成路径红移—环境—多探针互证闭环并相互引用。

七、【成败线】

1. 支持（通过）：
   • 在**≥2 套独立管线与≥2 类设施/巡天中，得到跨谱线/跨波段无色散的公共项四维层析**，其强度随空洞 → 纤维/结点与κ/γ/κ_weak呈单调增强；
   • 与强透镜/FRB/21 cm等探针方向一致，前馈命中率显著高于随机；
   • 结论对像素/切片/掩膜/定标口径与模板旋转/标签置换稳健。
2. 否证（未通过）：
   • 残差呈色散律或与仪器/前景强相关，跨设施/跨团队不复现；
   • 环境分层下不呈单调或四维连续性差，仲裁命中率接近随机；
   • 结果对切片厚度/掩膜高度敏感，或在留出样本中消失。

说明：本章为发布版写作，采用纯文字解释与操作性描述，不含公式与图表。专业读者可据此直接实施像素—红移—环境—公共项的四维层析流程与前馈—盲化—仲裁；普通读者亦可把握“无色散、随环境单调、四维连续、跨探针复现”的核心证伪逻辑。