3.7 적색편이 공간의 왜곡 (Redshift): 장력장이 조직하는 시선 방향 속도 효과

목차 ／ 제3장: 거시적 우주 (V5.05)

I. 현상과 과제

• 적색편이를 그래프 축에서 거리처럼 취급하면, 은하단은 시선 방향으로 길게 늘어나 ‘손가락’처럼 보입니다. 더 큰 스케일에서는 상관 등치선이 시선 방향으로 압축되어 은하단과 필라멘트 쪽으로 넓은 ‘납작함’을 나타냅니다.
• 흔한 설명은 앞의 현상을 은하단 내부의 무작위 열운동으로, 뒤의 현상을 선형 스케일의 정합 유입으로 돌립니다. 정성적으로는 타당하지만, 환경 의존성·방향 선택성·꼬리가 두터운 속도 분포를 개별 대상별 미세 조정 없이 설명하기 어렵습니다. 두 현상을 하나의 물리상으로 묶어 주는 공통 ‘조직자’가 제시되지 않는 점도 한계입니다.

II. 물리 메커니즘

핵심은 속도가 저절로 생기지 않는다는 점입니다. 먼저 장력장이 ‘지형’을 정합니다. 지형이 정해지면 물질과 섭동이 특정한 흐름과 흔들림으로 조직되고, 적색편이 공간의 두 가지 외양—‘손가락’과 ‘납작함’—이 자연스럽게 드러납니다. 에너지 실 이론 (EFT)에서는 이 지형을 에너지 바다 (Energy Sea) 와 에너지 실 (Energy Threads) 의 상호작용이 만들어 내는, 운동과 요동을 안내하는 탄성적 구조 매질로 봅니다.

1. ‘신의 손가락’ 효과: 깊은 우물, 전단, 방향 고정

• 노드의 장력 우물: 은하단·초은하단 노드에서는 우물이 더 깊고 가팔라집니다. 주변 유입을 안쪽으로 모아 우물 축을 따른 속도 성분을 키웁니다.
• 전단대와 두터운 꼬리: 사면은 매끈하지 않습니다. 같은 방향의 층이 서로 다른 속도로 미끄러지는 전단대가 생겨, 정돈된 유입이 미세 흔들림과 미세 소용돌이로 잘립니다. 그 결과 시선 방향 속도 분포가 넓어지고 비가우시안 ‘두터운 꼬리’가 형성됩니다. 또한 미세 재연결(역치 부근에서의 순간적 절단·재결합·재폐쇄)이 장력을 펄스형으로 방출·재분배하여 꼬리를 더욱 두텁게 만듭니다.
• 방향 고정: 전단대와 미세 재연결은 필라멘트–노드 축을 따라 정렬되기 쉽습니다. 이 주축이 시선과 거의 공선이면, 계는 뚜렷한 ‘손가락’으로 신장됩니다.
• 읽기 팁: 같은 위치에서 ‘두터운 꼬리’와 시선 방향 신장이 함께 보이면, 사면 전단과 미세 재연결이 주도하고 있을 가능성이 큽니다.

2. 카이저 압축: 긴 사면, 정합 유입, 사영

• 대규모 긴 사면: 노드로 물질을 공급하는 필라멘트를 따라 장력장은 매끈하고 지속적인 내리막을 만듭니다.
• 조직된 속도: 물질은 그 사면을 따라 흘러내리며, 속도 성분이 체계적으로 노드 쪽으로 정렬됩니다. 시선 방향으로 보면 동일 부호의 편향이 나타납니다.
• 기하학적 사영: 적색편이를 거리로 그리면, 이 편향 때문에 상관 등치선이 시선 방향으로 압축됩니다. 이는 전형적인 ‘납작함’의 서명입니다.
• 읽기 팁: 필라멘트–노드 기하에서 채널형 유입과 나란히 압축된 등치선이 배열되면, ‘긴 사면 + 정합 유입’의 결합 지문으로 볼 수 있습니다.

3. 두 효과가 같은 하늘 영역에서 자주 공존하는 이유
   하나의 장력 지형 안에 노드의 국소적 급경사와, 노드로 이어지는 광범위한 사면(필라멘트)이 함께 존재합니다. 그래서 안쪽에서는 ‘손가락’이, 바깥쪽에서는 ‘납작함’이 드러납니다. 서로 배타적인 현상이 아니라, 동일 지형을 다른 반지름에서 바라본 두 측면입니다.
4. 환경과 추가 조직자

• 일반화된 불안정 입자 (GUP)가 만드는 통계적 장력 중력 (STG): 합병·별 탄생·제트 활동이 활발한 환경에서는 다수의 단명 여기가 겹쳐 매끈하고 지속적인 내향 바이어스가 형성됩니다. 우물은 더 조여지고 사면은 더 가팔라져, ‘손가락’ 신장이 강화되고 ‘납작함’ 영역이 넓어집니다.
• 장력 배경 잡음 (TBN): 소멸형 에너지 방출에서 기원한 불규칙 파동 묶음이 광대역·저진폭 배경을 이룹니다. 특히 우물 사면과 안장점 부근에서 속도와 스펙트럼 선을 약간 넓힙니다. 기본 ‘손가락/납작함’ 패턴은 유지되지만, 가장자리에 보다 현실적인 입자감을 부여합니다.

III. 비유

깊은 웅덩이(노드)와 그곳으로 이어지는 긴 진입 경사(필라멘트)를 떠올리십시오. 사람 흐름은 경사를 따라 정돈되어 내려가므로, 정면에서는 군집이 ‘납작해진’ 듯 보입니다. 웅덩이 가장자리에서는 층상 지반이 곳곳에서 미끄러지고 살짝 붕괴하여(전단과 미세 재연결), 대열이 시선 방향으로 길어지고 전후 속도 차가 커집니다. ‘손가락’이 세워집니다.

IV. 기존 설명과의 비교

• 공통분모: 은하단 내부의 속도 분산은 손가락형 신장을, 대규모 정합 유입은 납작함을 만듭니다.
• 본 설명의 보완점: 조직자를 명시합니다. 장력 우물과 긴 사면이 지형을 주고, 사면 전단과 미세 재연결이 꼬리가 두터운 분포와 방향 의존 신장을 설명합니다. 긴 사면은 대역 압축을 설명합니다. 활동적인 환경에서는 통계적 장력 중력이 강도와 스케일을 함께 조절하고, 장력 배경 잡음이 가장자리 확장을 현실적으로 만듭니다. 대상별 파라미터 미세 조정 의존을 줄이고, 효과가 어디에서 왜 강약·이동하는지 일관되게 설명합니다.

V. 결론

• 노드 우물 + 사면 전단과 미세 재연결 → 시선 방향 신장과 꼬리가 두터운 속도 분포(‘손가락’).
• 필라멘트–노드 사면 + 정합 유입 → 시선 방향으로 압축된 상관 등치선(‘납작함’).
• 활동적 환경 → 통계적 장력 중력이 두 서명을 강화하고, 장력 배경 잡음이 입자감 있는 디테일을 더합니다.

적색편이 공간의 왜곡은 속도의 고립된 기현상이 아닙니다. ‘지형 → 조직 → 보임’이라는 연쇄의 자연스러운 사영입니다. ‘손가락’과 ‘납작함’은 같은 장력 지도를 서로 다른 반지름에서 본 두 관점에 불과합니다.