第3.3节：引力透镜效应：张度势牵引的自然结果

目录 ／ 第3章：宏观宇宙

名词约定

本节把透镜所需的“额外牵引”统一解释为：广义不稳定粒子（GUP，见1.10节）在存续期叠加牵引形成的统计张度引力（STG，见1.11节），以及在解构/湮灭时注入能量形成的张度本地噪声（TBN，见1.12节）。下文起统一简称为不稳定粒子，并在正文中使用统计张度引力、张度本地噪声的中文全称。

一、现象与困境

• 从弧到多像
  远处天体的光经过前景星系或星系团时被“拽弯”，出现弧、环、多像；在更大范围，成千上万背景星系形状被同向轻拉，形成弱透镜的剪切花纹。
• 时间也被“拉长”
  同一源的不同光路到达时间相差天—周量级，时间延迟稳健可测且近乎不分色。
• 细节“别扭”
  亮度比例异常、鞍点像易减亮/缺失、中央像被压低或看不见、透镜质量与动力学质量偏差且随环境变化等，提示透镜不仅在读可见物质，还在响应介质自身的结构。

二、物理机制解读

1. 地形视角：张度势牵引
   宇宙是可被拉紧/放松的能量海。前景物体把海面拉成向内的“张度势地形”（盆地与坡度）。光是海中的定向扰动波团，遵循“走更省的路”（费马原理）：在这张地形上，波前被拧向盆地侧，路径被重定向，于是出现偏折、放大、成像多径。
   在真空且几何光学极限下，这种重定向近乎无色散；若路径穿过等离子体或进入波动光学尺度（衍射/干涉），才会出现可测的频率依赖与微修正。
2. 平滑“加成坡”：统计张度引力
   除了可见物质塑形的基础内坡，还有一层由不稳定粒子存续期的细微牵引在时空中叠加平均得到的平滑、持久的“加成坡”：

• 强度足够托举： 与基础内坡叠加，使透镜聚焦更强，弧更长、环更完整。
• 与环境共调： 并合频繁、喷流活跃、剪切强的区域“加成坡”更厚，透镜更强；清静环境则相对更弱。
• 视线积分效应： 透镜“看到”的是整条光路上的综合地形，因而透镜质量往往高于仅据近邻运动得到的动力学质量，在大尺度结构密集方向这种差异更明显。

3. 细纹“暗涟漪”：张度本地噪声
   不稳定粒子在解构/湮灭时向介质注入宽带、低相干的微弱波团；海量波团叠加为弥散细纹，对光路的扰动像**“暗涟漪”**：

• 轻拨路径： 在鞍点像最敏感，易致减亮、扭曲或缺失。
• 重分配通量： 亮度比例被改写但几乎不分频段，与观测一致。
• 亚结构“错觉”： 这层细纹不是一堆额外小天体，却能在像面留下“好像有很多/很少小团块”的痕迹，自然解释“有时过量、有时不足”的矛盾。

4. 时间账本：几何项 + 势项
   多像的时间差 = 弯路更长（几何项）+ 坡上“走慢”（势项，等效于光学时间被抬高）。两项都与频率无关，故时间延迟近乎无色散。若透镜地形在观测期缓慢演化（团簇增胖、空洞回弹），还会叠加微弱、无色散的到达时序漂移。
5. 同一张图：透镜—旋转—偏振共读
   透镜读二维上的路径重定向，旋转曲线读三维上的轨道拢紧，偏振/气体纹理描出“坡的脊线与带状走廊”。三者应在空间上互相对得上：哪边“坡更深、带更清晰”，多种读数应共同指向。

三、可检预言与对账（落地到观测/拟合）

• P1｜无色散性
  强/弱透镜的偏折与时间延迟在多波段应方向一致、幅度一致（剔除等离子体色散后）。若出现显著分色，优先归因于介质/波动效应而非地形本体。
• P2｜鞍点像优先异常
  亮度比例异常应偏向鞍点像并与细纹强度（张度本地噪声代理量：射电弥散、并合轴、冲击前缘）正相关。
• P3｜透镜质量—环境相关
  透镜质量—动力学质量差值应与视线上的大尺度 κ/φ、宇宙剪切强度正相关（视线积分的统计张度引力所致）。
• P4｜多历元微漂
  强并合或强喷流系统的透镜配置，在年—十年尺度上可能呈现像位/延时的极弱漂移（地形演化）。与射电弥散的缓变应同向。
• P5｜共图对账
  同一视场把弧/像—κ 等高线—旋转曲线残差—射电弥散—偏振主轴放在一张图上，应呈共位/共向；若不共向，优先检查前景去除/注册误差。
• P6｜参数经济拟合
  采用“可见内坡 + 统计张度引力加成坡 + 张度本地噪声细纹”三层模型，用少量共用参数联合拟合像位/形状/放大/延时，并与动力学、射电弥散交叉验证。

四、与传统理论对比

1. 共同点
   都能解释弧、环、多像、时间延迟，并在主导情况下预测近乎不分色。
2. 不同点（本图景的优势）

• 参数更省： 无需为每个系统定制“隐形小团块清单”；加成坡 + 细纹由统计过程统一给出。
• 多量共图： 透镜、旋转、偏振、速度场在同一张度地图上相互制约。
• 细节自然： 亮度比例异常、鞍点像失稳、透镜—动力学偏差的环境依赖，从“坡 + 细纹”的结构敏感性顺势得出。

3. 包容性
   若未来确认新的微观成分，它也可作为加成坡的显微来源之一；即便不引入新物质，统计张度引力 + 张度本地噪声已足以一体化说明主要透镜现象。

五、类比

“山谷 + 水面暗涟漪”
山谷与坡度像张度势地形，把行人（光）引向更省力的路；水面上看不见来源的暗涟漪像张度本地噪声，让影像轻微抖动、明暗重分配。宏观是谷地定向，微观是涟漪微调。

六、结论

• 平滑加成坡（统计张度引力）让光被更强地聚拢，解释弧、环、多像与整体放大。
• 几何项 + 势项共同造成近乎无色散的时间延迟。
• 细纹（张度本地噪声）轻拨像位与通量，解释亮度比例异常、鞍点像易失稳、亚结构“过多或过少”的表观。
• 透镜质量偏高源于它沿整条光路积分地形，而动力学仅读近邻。

把透镜还原为“坡（统计张度引力） + 细纹（张度本地噪声）”的介质效应后，弧/环/时间/亮度/环境依赖以及与旋转曲线、偏振的空间对应，都回到同一张张度地图之中，可用更少假设、更多共图约束，给出统一而可检的解释。