第1.7节：张度决定节奏（TPR，PER）

目录 ／ 第1章：能量丝理论

立场先行：本节不去否定整套“宇宙大爆炸—宇宙膨胀—ΛCDM”。我们只谈证据口径：把星系红移当作“宇宙在膨胀”的最主要证据的唯一性，已经被削弱。因为在 EFT 图景中，红移可在不依赖整体膨胀的前提下自然产生，并与关键观测保持一致：

• 张度势红移（Tension Potential Redshift，TPR）：由能量海的整体张度水平设定万物的本征节拍；源端与端点节拍不同，读出红/蓝移。
• 演化路径红移（Path Evolution Redshift，PER）：光在路上穿越正在缓慢演化的结构，积累无色的净频移与到达时差。

本节按“源头（TPR）—沿途（PER）—观测特征—与相对论的边界—与膨胀解释的关系（含可判别性）”依次给出。

一、为什么“张度”能改变光的“节奏”

把宇宙想成一片“能量的海面”。整体张度像“海面有多紧”， 由能量海的密度定标：

• 张度更高，节拍更慢（同一物理过程更“拖”）；
• 张度更低，节拍更快。

光携带源头的节拍离开；到我们这里，用本地节拍去读，自然会出现“更红/更蓝”的差别。

二、源头刻印：发射处先“定厂牌”（TPR）

TPR讲的是“端点节拍比”：

• 来自更紧的海（整体张度更高）→ 源头节拍更慢 → 我们看起来更红；
• 来自更松的海（整体张度更低）→ 源头节拍更快 → 我们看起来更蓝。
• 直觉锚点：原子钟“高度效应”、强场天体谱线整体偏移、极端环境下光变“显得更慢”，皆属“源头刻印”的日常或天文版例子。

要点：

• 端点定底色：发射端与观测端的整体张度差是红移的主贡献。
• 口径说明：若存在缓慢且近各向同性的“全局底色”演化，本节将其计入发射端—观测端的节拍差，避免重复记账。

三、路上再改表：行程中的“演化路径红移”（PER）

PER讲的是“沿途在变”——不是有起伏就有 PER，必须在你经过时它也在缓慢演化：

• 穿过一片低张区域且它正回弹，进出不对称会留下净红移；
• 掠过一处高张“坑”且它在变浅，可能出现净蓝移。
• 典型场景：大尺度“冷斑/热斑”的无色温度偏差与到达时延；演化中的强透镜在“绕行更远”的基础上叠加无色的微小频移与时延“微调”。

要点：

• 只有光路穿过正在演化的区域才有 PER；穿过静态结构不积累净红/蓝移。
• “更久”不关键，“重叠更久”才关键：只有“你在路上”与“它在变化”重叠得更久，路径红/蓝移才显著；没演化，再久也不累积。
• PER 是慢变量效应。它必须比源的内禀变化慢很多，才会把整段光变“像整体拉宽那样”地平移，而不把曲线拉变形。

四、总红移说话：三类“硬证据”为何不再专属于膨胀

下列观测只认总红移，并不关心它来自“空间膨胀”还是“节拍重标定”：

• 超新星的时间拉伸
  整段光变被同一比例拉宽。通常由 **TPR（端点节拍比）**主导；穿越正在演化的大结构时，PER提供缓慢、无色的“加一笔”。只要红移变化足够慢，光变形状不被拉歪。
• Tolman 表面亮度暗化规律
  只要传播途中无吸收/散射且无颜色偏好，表面亮度就按固定规律随红移变暗。规律本身只看总红移，不问它是 TPR 还是 PER。透镜只改“有多亮”，不改“按什么规律变暗”。
• 多颜色下谱形不走样（无色）
  只要光无碰撞、无颜色偏见地沿由张度决定的光学几何传播，不同颜色会一起按同一比例平移/缩放，谱形不被拉歪。走样通常来自尘埃、等离子体等“带颜色”的介质，而非 TPR/PER 本身。

结论：把这三件事当作“膨胀专属”的硬证据，已不稳固；在 EFT 中，它们由**总红移（TPR + PER）**同样自然出现。

五、与相对论是否冲突？（不冲突）

局域不变，跨域可变：

• 放到足够小的范围看：本地光速常数，本地原子钟稳定；
• 跨域比对时：端点张度差体现为源头刻印（TPR），沿途演化体现为路径微调（PER）；
• 我们不改无量纲常数，不许超光速，不诉诸吸收/散射等“微观再加工”。

六、与“宇宙膨胀解释”的关系（为何说红移不再是唯一证据）

1. 关键在“可替代”：传统上，“超新星时间拉伸、Tolman 规律、谱形不走样”被当作“膨胀红移”的硬证据；但在 EFT 中，只要满足无碰撞、无颜色偏见的传播，这些现象同样由 TPR/PER 的总红移自然出现。因此，红移本身不足以单独强证“空间必然在整体膨胀”；是否采用“膨胀”的叙事，需要与其他具有区分力的判据联合评估。
   （此处集中给出“红移史 = 节拍史”的解释）
   • 含义
     我们把不同年代发出的光带回同一个观测节拍下比较，看到的“红移随时代的整体变化”，本质上是由能量海密度主导的整体张度如何随时间演化的外显——也就是节拍史。
   • 机制分工
     TPR负责“底色节拍”——发射端与观测端节拍比决定主红移；PER在遇到正在变化的结构时做无色微调；
   • 观测侧对应
     时间拉伸、Tolman 变暗、谱形保持，都是节拍被统一重标（加上可能的缓慢路径微调）后的直接外观；与是否把红移解释为“度规膨胀”并无唯一绑定关系。
2. 与“空间膨胀版”的可判别处（给未来观测的验假点）

• 红移漂移（长基线直接测同一天体红移随年代的微小变化）
  1. 膨胀版：给出一条特定、随红移出现变号/转折的预期曲线；
  2. TPR 版：给出由本地节拍变化率主导的单调预期；
  3. 二者在长期观测上可区分。
• 角径—红移的极小点位置
  1. 膨胀版：在某个红移出现“角径最小”；
  2. TPR 版：极小点由节拍史决定，位置可与“膨胀版”错位。
• 标准警报器（引力波）+ 绝对频标
  只要能把源端节拍（波形时钟）与观测端节拍独立标定，就能直接量到节拍比；若与“膨胀版距离”系统偏离，则更支持 TPR 口径。
• 全波段无色性
  任何显著的频率依赖伸缩或**“散射尾”都会反对**“纯 TPR + 无碰撞”的设定；若数据长期维持严格无色，则对“节拍史”口径更有利。

七、如何在数据中嗅到 PER 的痕迹（区分度）

• 方向/环境的弱指纹：把红移残差、弱透镜会聚、结构分布叠图；若出现共同优选方向或环境依赖，提示光路上确有“慢慢在变”的区域。
• 多像解耦：强透镜多像里，放大因子可不同，但同一源的拉伸比例应一致（放大—伸时解耦）。
• 颜色独立性：扣除尘埃与等离子体色散后，拉伸比例应与颜色参数近乎独立；若显著相关，说明是“带颜色”的介质在作祟，而非 PER/TPR。

八、小结

• 一句话：在 EFT 中，TPR负责“底色节拍”，PER在遇到正在变化的结构时做无色微调；两者合成的总红移足以解释望远镜里看到的“三大硬证据”，从而削弱“将红移视为‘空间必然在膨胀’之唯一证据”的地位。
• 适用前提（读者版）：不靠吸收/散射等“再加工”；不同颜色的光走同一种“光学几何意义上的光路”；沿途若不演化，就只有“绕远路”的时间差，没有额外净红/蓝移。
• 延伸：有关“天际背景辐射”的非膨胀来源与本节口径的对接，见 §1.12。