3.2 ‘과잉’ 우주 전파 배경: 숨은 점원 없이 바닥 신호가 높아지는 이유

목차 ／ 제3장: 거시적 우주

용어. 본 절에서는 ‘과잉’으로 보이는 확산 전파 바닥을 **텐서 국소 잡음 (TBN)**으로 해석합니다. 이는 **일반화 불안정 입자 (GUP)**가 해체/소멸하면서 매질에 에너지를 주입할 때 생깁니다. **통계 텐서 중력 (STG)**의 평균 ‘지형’과는 약하게 공변합니다. 이 첫 언급 이후에는 전체 한글 명칭만 사용합니다.

I. 현상과 쟁점

• 덧씌워진 바닥층.
  은하·퀘이사·제트·초신성 잔해 등 분해 가능한 전파원을 제거해도, 전천 확산 전파 밝기는 체계적으로 높게 남습니다. 지도를 아래서 받치는 넓은 바닥이 있는 듯합니다.
• 각도는 매끈, 스펙트럼은 광대역.
  미세한 과립감이 약하고, 스펙트럼은 광대역이며 좁은 선이 없습니다. 단일 엔진 계열의 합창처럼 보이지 않습니다.
• ‘점원이 더 있다’ 가설의 한계.
  필요한 수–광도 분포는 소각 규모의 파워를 과도하게 늘려 관측과 충돌합니다. 총원 수와 진화사도 최심도 서베이의 개수 통계와 맞지 않습니다.
• 보강적 특징.
  강한 등방성(매우 활동적인 영역에서만 소폭 상승), 낮은 순편광, 장기적으로 안정적인 바닥.

핵심: 이는 진정한 확산 바닥의 성격이며, ‘보이지 않는 작은 전구의 총합’이 아닙니다.

II. 물리적 해석

1. 기저 그림: 일반화 불안정 입자의 ‘왔다가 사라짐’.
   에너지 바다에서 이러한 입자는 끌려나와 잠시 존재했다가 곧 해체/소멸합니다. 매 사건마다 약하고 광대역이며 저코히어런스인 파형 묶음이 매질로 되돌아갑니다. 개별로는 미미하지만 개수가 막대합니다.
2. 텐서 국소 잡음: 파형 묶음을 ‘바닥’으로 쌓음.
   무수한 독립 묶음이 시공간에서 통계적으로 합쳐져 확산·광대역·저코히어런스의 바닥을 이룹니다. 이로부터 자연스럽게 다음이 설명됩니다.
   • 눈부심 없이 밝아짐: 바닥만 높아지고 밀집한 밝은 응결은 생기지 않습니다.
   • 스펙트럼이 매끈함: 불규칙 묶음의 합으로, 고정된 전이선이나 공통 박자와 다릅니다.
   • 등방성이 큼: 생성과 소멸이 거의 어디서나 일어나며 우주 시간에 걸쳐 평균화됩니다.
   • 구조와 약한 공변: 특정 원천족의 지향 방사가 아니라, 통계 텐서 중력의 지형과만 약하게 동조합니다.
3. 전파가 가장 민감한 까닭.
   전파 간섭계는 광대역·저코히어런스 전력을 가장 효율적으로 적분합니다. 멀리 있는 수많은 약한 묶음이 측정 가능한 바닥으로 누적됩니다. 더 높은 주파수에서는 먼지와 산란이 이런 합을 쉽게 가립니다.
4. 통계 텐서 중력과의 약하지만 실재하는 공변.
   일반화 불안정 입자의 총체적 활성은 합병, 제트, 강한 전단과 연동합니다. 따라서 텐서 국소 잡음의 평균 진폭이 그 지형과 약간 파동하며, 활동 구역에서 조금 밝아집니다. 대규모 평균을 하면 여전히 매끈합니다.
5. 에너지 장부와 영상 장부의 정합.
   밝기 초과는 해체/소멸 시 지속 주입으로 충당됩니다. 외형은 ‘상승한 확산 바닥’—텐서 국소 잡음—으로 나타나며, 매끈·광대역·등방적입니다.
6. 예상되는 세부: 스펙트럼·편광·시변.
   스펙트럼은 완만한 곡률의 매끈한 거듭제곱형이며 좁은 선이 없습니다. 영역 간 지수 차는 작습니다. 순편광은 낮고, 전단이 정렬된 가장자리 띠에서만 약간 오릅니다. 시간 변화는 작고, 큰 합병/제트 뒤에 지연된 미약 상승이 관측됩니다(‘먼저 잡음’의 방사 쪽).

III. 검증 가능한 예측과 교차 점검

• P1 | 각능력 스펙트럼.
  예측: 소각 파워가 ‘미분해 점원’ 모델보다 유의하게 낮고, 대각에서는 완만한 램프를 이룹니다.
  판정: 심도 CℓC_\ellCℓ​를 점원 외삽과 비교해 소각이 더 평탄하면 텐서 국소 잡음을 지지합니다.
• P2 | 스펙트럼의 매끈함.
  예측: 평균 스펙트럼에 좁은 선이 없고 완만히 굽습니다. 지수의 지역차는 작습니다.
  판정: 다대역 적합이 좁은 메커니즘 혼합보다 ‘매끈·점진’을 선호해야 합니다.
• P3 | 통계 텐서 중력과의 약한 공변.
  예측: 렌즈 ϕ/κ\phi/\kappaϕ/κ 지도 및 코스믹 시어와 작은 양의 교차상관.
  판정: 상관계수가 작지만 양수이며 활동 지역에서 커지면 기대와 부합합니다.
• P4 | 사건 서열: 먼저 잡음, 이후 견인.
  예측: 합병 축·충격 전면·제트 주변에서 텐서 국소 잡음이 약간 선행 상승하고, 뒤이어 통계 텐서 중력이 심화됩니다.
  판정: 다에폭 모니터링으로 확산 전파 변화와 동역학/렌즈 지연을 비교합니다.
• P5 | 낮은 순편광.
  예측: 전천 순편광은 낮게 유지되며, 기하학적으로 밝아지는 테두리 띠에서만 소폭 증가합니다.
  판정: 광역 편광 지도가 ‘낮음–안정–가장자리 미증가’의 삼요소를 보이면 합치합니다.

IV. 전통 설명과의 대비

• 숨은 ‘작은 전구 바다’가 아닙니다.
  점원 합산만으로는 지도가 과도하게 과립화되며, 깊은 개수 통계와 개연적 진화와 충돌합니다.
• 단일 ‘통일 엔진’도 아닙니다.
  단일 메커니즘은 보통 스펙트럴 라인이나 편광 지문을 남깁니다. 여기서는 라인 없는 광대역·저편광 바닥이 무수한 불규칙 파형 묶음의 중첩에 부합합니다.
• 하나의 그림, 여러 특징.
  동일한 매질–통계 과정이 밝기 상승, 스펙트럼 매끈함, 높은 등방성, 약한 과립, 약한 공변을 동시에 설명합니다.

V. 모델링과 적합(운용 가이드)

1. 절차.
   • 전경 제거: 은하 싱크로트론/프리–프리/먼지와 전리권 효과를 일관 처리합니다.
   • 2성분 공간 모델: 등방 바닥 + 통계 텐서 중력 지형과 약공변 템플릿.
   • 스펙트럼 사전: 매끈 거듭제곱/완만 곡률을 우선하고, 지배적 협대역 성분을 금지합니다.
   • 소각 제약: 각능력 스펙트럼으로 ‘점원형 과립’을 억제하고 미분해 꼬리를 제한합니다.
   • 교차 검증: ϕ/κ\phi/\kappaϕ/κ, 시어, 합병 샘플과 공지도·공시대 검증.
2. 퀵 체크.
   • 소각 CℓC_\ellCℓ​이 점원 외삽보다 더 평탄한가.
   • 다대역 스펙트럼이 매끈·점진적인가.
   • 교차상관이 작고 양수이며 활동 지역에서 커지는가.
   • 순편광이 낮고, 증가가 가장자리에 국한되는가.

VI. 비유

먼 도시 교통의 웅웅거림. 한 대 엔진이 아니라 셀 수 없는 차량의 저음이 들립니다. 잡음 바닥이 올라가지만 거슬리지 않고 안정적입니다. 확산 전파 ‘과잉’도 이와 같습니다.

VII. 결론

• 물리 원인: 전파 배경의 ‘과잉’은 텐서 국소 잡음이 높인 확산 바닥으로 읽는 것이 가장 타당합니다. 근원은 일반화 불안정 입자가 해체/소멸할 때 방출되는 약한 광대역 묶음의 장기 통계 합입니다.
• 공간 관계: 텐서 국소 잡음은 통계 텐서 중력 지형과 약공변하여 활동 영역에서 약간 높지만, 전천 수준에서는 여전히 매끈합니다.
• 질문의 전환: “보이지 않는 점원이 얼마나 남았나”가 아니라 “지속적 생성–소멸 아래에서 매질이 자연히 어떤 확산 바닥을 쌓는가”입니다.
• 일관된 그림: 3.1 및 2.1–2.5와 함께 같은 고리가 닫힙니다. 생존기에는 일반화 불안정 입자가 바다를 ‘당기고’(통계 텐서 중력), 해체기에는 ‘잡음을 더해’(텐서 국소 잡음). 두 얼굴은 동원이며 약공변하고, 검증 가능한 통합 서사를 이룹니다.