3.8 초기 블랙홀과 퀘이사: 고밀도 노드에서 에너지 실의 붕괴

목차 ／ 제3장: 거시적 우주 (V5.05)

용어와 범위

본 장은 바다–실–장력 관점에서 설명합니다. 운동과 요동을 조직하는 도파 구조를 에너지 실 (Energy Threads), 이를 지탱하는 탄성 매질을 에너지 바다 (Energy Sea) 라고 부릅니다. 고밀도 우주 노드에서는 일반화 불안정 입자 (GUP) 가 생존 동안 안쪽으로 작용하는 통계적 장력 중력 (STG) 을 누적시키고, 붕괴 시 약한 파동 묶음을 되돌려 장력 배경 잡음 (TBN) 을 만듭니다. 이하 한국어 명칭만 사용합니다.

I. 관측과 쟁점

우주 아주 초기부터 이미 매우 질량이 큰 블랙홀과 극히 밝은 퀘이사가 발견됩니다. ‘작은 씨앗 → 장기간 흡수 → 다중 병합’만으로는 시간과 에너지 장부가 빠듯합니다. 강한 제트 콜리메이션, 밀리초–분 스케일의 급변 광도, 금속과 먼지의 ‘이른’ 출현 등을 높은 흡수율 하나로 설명하면 임시 가정이 누적되기 쉽습니다. 따라서 빠른 씨앗 형성, 강한 방출, 안정 콜리메이션, 고속 변광, 조기 화학 진화를 한 흐름으로 묶는 단일 기제가 필요합니다.

II. 전체 그림: 고밀도 노드에서 에너지 실 붕괴

노드는 높은 밀도와 높은 장력을 함께 갖습니다. 이 환경에서는 불안정 입자가 빈번히 생성·붕괴합니다. 생존기의 누적 효과가 안쪽 끌림(통계적 장력 중력)을 강화하고, 넓은 대역의 저응집 교란 바닥(장력 배경 잡음)을 쌓습니다. 두 효과가 겹쳐 에너지 실 네트워크는 중심을 향해 점점 더 방향성을 띠며 모입니다. 내향 장력 + 미시 트리거 + 연결된 공급이 공동 임계를 넘으면 네트워크가 한꺼번에 붕괴하여 록드 코어(유효 지평)를 만들고, 원시 씨앗이 한 번에 태어납니다. 경계에서는 전단과 재결합이 장력을 복사로 바꾸고, 극 방향 저임피던스 통로가 제트를 자연스럽게 콜리메이션합니다. 통로를 따라 지속되는 공급은 질량과 광도를 동시에 끌어올립니다.

III. 과정 세분: 잡음 증폭에서 공진화까지

1. 트리거 단계: 고밀도 + 고장력 + 잡음 증폭
   • 노드 조건: 가파른 장력 구배와 높은 밀도가 안쪽으로 기울어진 ‘분지’ 지형을 이룹니다.
   • 통계적 장력 중력: 생존 동안 매질이 안쪽으로 ‘죄어지며’ 퍼텐셜 경사가 깊어지고, 흐름이 방향성을 띠고 모입니다.
   • 장력 배경 잡음: 시공간적으로 중첩되는 불규칙 파 묶음이 미시 트리거와 미시 재배열을 제공하여, 실 다발의 상관을 풀고 **‘최소 장력 경로’**로 재지향시킵니다.
   • 방향 수렴: 구배가 충분하면 실과 흐름이 자발 정렬하여 최소 장력 경로를 따라가고, 자기 가속 수렴에 들어갑니다.
2. 임계 돌파: 전역 붕괴와 록드 코어의 핵형성
   • 록인과 폐합(위상 도약): 내향 끌림·교란 주입·공급 연결성이 동시에 임계를 넘으면, 중심 네트워크가 닫히고 재구성되어 단방향 코어(유효 지평)로 바뀝니다. 중간 사다리를 거치지 않고 원시 씨앗이 형성됩니다.
   • 직접 핵형성: ‘별 → 잔해 → 병합’ 사다리를 생략합니다. 초기 질량은 트리거 체적의 밀도–장력–잡음 몫으로 정해집니다.
   • 이중 영역 공존: 내부는 곧 고밀·고장력의 자지속 상태가 되고, 외부는 통계적 장력 중력이 물질을 계속 끌어들입니다.
3. 경계 에너지 방출: 퀘이사 광도의 재원
   • 전단·재결합이 장력을 복사로 변환: 고전단 층과 미시 재결합 시트가 경계에 형성되어, 장력 응력이 펄스 형태로 전자기 파킷과 하전 유출로 방출됩니다.
   • 광대역 방출·계층 변광: 핵 근처 재처리(컴프턴화·열화·산란)로 스펙트럼이 라디오에서 X/γ까지 펼쳐지고, 재결합 펄스의 고주파 성분이 공급 파동의 저주파 성분 위에 얹혀 밀리초–분–시–일의 계층 변광이 자연히 나타납니다.
   • 고광도와 고흡수의 병행: 경계가 에너지를 수출하는 동안, 대역 끌림이 연료를 수입하므로 복사와 흡수는 충돌하지 않고 병행합니다.
4. 극 통로: 제트가 생기고 유지되는 까닭
   • 저임피던스 기하: 회전과 관성 영향으로 장력장은 극 방향에 통로를 엽니다. 교란 파킷과 하전 플라스마가 이 통로를 선호해 유출되며, 강한 콜리메이션 제트가 만들어집니다.
   • 안정 콜리메이션·스케일 위계: 방향성 장력이 통로를 지탱하고, 숙주 필라멘트의 주축과 정렬되는 경우가 많습니다. 바깥으로는 핫스폿·말단 활 구조·이엽형 형태가 위계적으로 드러납니다.
5. 공진화: 원시 씨앗에서 초대질량 블랙홀과 표준 퀘이사로
   • 빠른 질량 증가(통로 공급): 연결된 통로가 높은 처리량을 보장하고, 비등방 에너지 수출(제트·퍼널)로 지역 방사 한계가 느슨해져 질량이 빠르게 늡니다.
   • 병합의 ‘지형 메모리’: 여러 원시 코어의 병합이 장력 네트워크를 다시 그리며, 약한 중력렌즈 잔차(κ/φ), 경로 미세 바이어스, 비등방 전단 같은 대척도 흔적을 남깁니다.
   • 스펙트럼 분기 = 기하 매핑: 통로가 강하고 재결합이 활발하면 라디오 라우드, 통로가 약하고 핵 근처 재처리가 지배적이면 라디오 콰이어트가 됩니다. 엔진은 같고, 기하와 공급이 다릅니다.

IV. 시간–에너지 계정: ‘너무 이르고, 너무 크고, 너무 밝다’가 성립하는 이유

전역 붕괴는 별 잔해 경로보다 훨씬 무거운 씨앗을 제공하므로 시간 제약이 처음부터 느슨해집니다. 통로 공급과 비등방 수출은 유효 질량 증가율을 등방 가정보다 높입니다. 또한 경계의 전단·재결합이 장력을 직접 복사로 바꾸므로, 두껍고 느린 난류 연쇄에 의존하지 않고 에너지 순환이 닫힙니다. 강한 제트/외류와 통로 내부의 고에너지 재처리가 금속·먼지를 조기에 주입·이송하여 ‘화학 시계’를 단축합니다.

V. 기존 그림과의 비교 및 강점

1. 공통점: 고밀 노드는 자연스러운 ‘건설 현장’이며, 고광도에는 피드백이 따르고, 제트와 고속 변광은 보편적입니다.
2. 차이와 이점:
   • 짧은 씨앗 사슬: 전역 붕괴가 한 번에 코어를 잠그므로 별 잔해 사다리를 우회하고 초기 대질량 문제를 완화합니다.
   • 흡수와 양립하는 광도: 전단·재결합이 에너지를 효율적으로 내보내고 통계적 장력 중력이 공급을 보장하므로 두 과정이 공존합니다.
   • 한 장의 지도, 많은 관측량: 콜리메이션·고속 변광·조기 화학·약간 높은 확산 배경이 동일한 장력 네트워크 동역학에서 자연히 나옵니다.
   • 포용성: 통상적 흡수·병합이 상층에 더해질 수 있으며, 제시 메커니즘은 더 큰 시작 질량과 강한 조직성을 제공합니다.

VI. 검증 가능한 예측과 기준(반증 가능성으로)

• P1 | 세 지도 공시야 정렬: 한 시야에서 κ/φ 렌즈 지도, 라디오 스트라이프/핫스폿, 가스 속도장이 극 방향으로 정렬되어 동일한 장력 통로를 따른다는 것을 보입니다.
• P2 | 계층 변광 스펙트럼: 고에너지 광도 곡선의 전력 스펙트럼 밀도는 구간별 구조를 가지며, 고주파는 재결합 펄스가, 저주파는 공급 파동이 담당하고 활동도와 함께 공변합니다.
• P3 | 제트–환경 ‘메모리’: 제트 축이 숙주 필라멘트 주축과 공선이고, 병합 후에는 측정 가능한 축 회전/플립과 비등방 전단의 ‘메아리’가 나타나야 합니다.
• P4 | 기하 의존 조기 금속/먼지 주입: 더 강한 극 통로를 가진 계는 작은 극각에서 금속 풍부도와 먼지 지문이 더 높고 라디오 핫스폿과 동향 상관을 보입니다.
• P5 | 약한 렌즈·경로 시간의 동향 표류: 활동기에는 약한 렌즈 잔차와 도착 시간 미세 차이가 같은 방향으로 표류합니다(‘먼저 잡음, 그다음 끌림’ 순서).
• P6 | 중력파–전자기 이중 전령 결합: 거대 병합 시 경로 항으로 인해 도착 시간에 무채색 미소 오프셋이 생기며, 전후로 κ/φ 지도가 주축을 따라 재그려집니다.

VII. 1.10–1.12와의 정합(용어와 인과 역할)

높은 밀도·높은 장력 환경에서는 불안정 입자가 잦은 생성·붕괴를 보입니다. 생존 기여는 통계적 장력 중력이 되고, 붕괴의 재주입은 장력 배경 잡음이 됩니다. 통계적 장력 중력은 노드의 경사를 깊게 하고 통로를 정렬하여 견인과 연결을 제공합니다. 장력 배경 잡음은 미시 트리거와 광대역 재처리를 제공하여 고속 변광과 미세 변조에 관여합니다. 곧 견인 바닥 → 트리거·재처리 → 기하·통로의 역할 배분으로 인과 고리가 닫힙니다.

VIII. 비유(추상을 보이게 하기)

눈사태가 보(댐)를 세운다. 무수한 작은 붕락이 설면 전체를 계곡 바닥으로 밀어내고(통계적 장력 중력), 두께와 소란이 함께 임계를 넘으면 층이 한 번에 미끄러져 보가 서고, 산등성이가 장력 통로처럼 계속 보급합니다. 보의 가장자리에서는 전단/재결합 에너지가 흘러나오고, 계곡 축을 따라 곧은 물기둥(제트)이 솟습니다.

IX. 요약(루프 닫기)

• 임계 록인: 세 요소가 함께 임계를 넘으면 네트워크가 블록처럼 붕괴하고 한 번에 원시 씨앗이 파종됩니다.
• 경계 에너지 수출: 전단/재결합이 장력을 광대역 복사로 바꿔 자연스러운 고속 변광을 만듭니다.
• 극 통로: 저임피던스 채널이 제트를 콜리메이션하고 금속·먼지를 조기에 주입합니다.
• 공진화: 통로가 높은 처리량을 보장하여 질량과 광도가 함께 상승하고, 병합은 ‘지형’을 다시 그리며 환경 메모리를 남깁니다.

이러한 잡음 증폭 → 임계 록인 → 경계 방출 → 극 통로 → 공진화의 사슬로 보면, ‘너무 이르고·너무 크고·너무 밝다’는 고밀도 노드에서 에너지 바다와 에너지 실이 보이는 집단적 응답으로 자연스럽게 자리 잡습니다. 가정은 적고, 기하·통계적 지문은 더 많이 검증할 수 있습니다.