第1.7節：張度決定節奏（TPR，PER）

目錄 ／ 第1章：能量絲理論

立場先行：本節不去否定整套“宇宙大爆炸—宇宙膨脹—ΛCDM”。我們只談證據口徑：把星系紅移當作“宇宙在膨脹”的最主要證據的唯一性，已經被削弱。因為在 EFT 圖景中，紅移可在不依賴整體膨脹的前提下自然產生，並與關鍵觀測保持一致：

• 張度勢紅移（Tension Potential Redshift，TPR）：由能量海的整體張度水準設定萬物的本征節拍；源端與端點節拍不同，讀出紅/藍移。
• 演化路徑紅移（Path Evolution Redshift，PER）：光在路上穿越正在緩慢演化的結構，積累無色的淨頻移與到達時差。

本節按“源頭（TPR）—沿途（PER）—觀測特徵—與相對論的邊界—與膨脹解釋的關係（含可判別性）”依次給出。

一、為什麼“張度”能改變光的“節奏”

把宇宙想成一片“能量的海面”。整體張度像“海面有多緊”， 由能量海的密度定標：

• 張度更高，節拍更慢（同一物理過程更“拖”）；
• 張度更低，節拍更快。

光攜帶源頭的節拍離開；到我們這裡，用本地節拍去讀，自然會出現“更紅/更藍”的差別。

二、源頭刻印：發射處先“定廠牌”（TPR）

TPR講的是“端點節拍比”：

• 來自更緊的海（整體張度更高）→ 源頭節拍更慢 → 我們看起來更紅；
• 來自更松的海（整體張度更低）→ 源頭節拍更快 → 我們看起來更藍。
• 直覺錨點：原子鐘“高度效應”、強場天體譜線整體偏移、極端環境下光變“顯得更慢”，皆屬“源頭刻印”的日常或天文版例子。

要點：

• 端點定底色：發射端與觀測端的整體張度差是紅移的主貢獻。
• 口徑說明：若存在緩慢且近各向同性的“全域底色”演化，本節將其計入發射端—觀測端的節拍差，避免重複記帳。

三、路上再改表：行程中的“演化路徑紅移”（PER）

PER講的是“沿途在變”——不是有起伏就有 PER，必須在你經過時它也在緩慢演化：

• 穿過一片低張區域且它正回彈，進出不對稱會留下淨紅移；
• 掠過一處高張“坑”且它在變淺，可能出現淨藍移。
• 典型場景：大尺度“冷斑/熱斑”的無色溫度偏差與到達時延；演化中的強透鏡在“繞行更遠”的基礎上疊加無色的微小頻移與時延“微調”。

要點：

• 只有光路穿過正在演化的區域才有 PER；穿過靜態結構不積累淨紅/藍移。
• “更久”不關鍵，“重疊更久”才關鍵：只有“你在路上”與“它在變化”重疊得更久，路徑紅/藍移才顯著；沒演化，再久也不累積。
• PER 是慢變數效應。它必須比源的內稟變化慢很多，才會把整段光變“像整體拉寬那樣”地平移，而不把曲線拉變形。

四、總紅移說話：三類“硬證據”為何不再專屬於膨脹

下列觀測只認總紅移，並不關心它來自“空間膨脹”還是“節拍重標定”：

• 超新星的時間拉伸
  整段光變被同一比例拉寬。通常由 **TPR（端點節拍比）**主導；穿越正在演化的大結構時，PER提供緩慢、無色的“加一筆”。只要紅移變化足夠慢，光變形狀不被拉歪。
• Tolman 表面亮度暗化規律
  只要傳播途中無吸收/散射且無顏色偏好，表面亮度就按固定規律隨紅移變暗。規律本身只看總紅移，不問它是 TPR 還是 PER。透鏡只改“有多亮”，不改“按什麼規律變暗”。
• 多顏色下譜形不走樣（無色）
  只要光無碰撞、無顏色偏見地沿由張度決定的光學幾何傳播，不同顏色會一起按同一比例平移/縮放，譜形不被拉歪。走樣通常來自塵埃、等離子體等“帶顏色”的介質，而非 TPR/PER 本身。

結論：把這三件事當作“膨脹專屬”的硬證據，已不穩固；在 EFT 中，它們由**總紅移（TPR + PER）**同樣自然出現。

五、與相對論是否衝突？（不衝突）

局域不變，跨域可變：

• 放到足夠小的範圍看：本地光速常數，本地原子鐘穩定；
• 跨域比對時：端點張度差體現為源頭刻印（TPR），沿途演化體現為路徑微調（PER）；
• 我們不改無量綱常數，不許超光速，不訴諸吸收/散射等“微觀再加工”。

六、與“宇宙膨脹解釋”的關係（為何說紅移不再是唯一證據）

1. 關鍵在“可替代”：傳統上，“超新星時間拉伸、Tolman 規律、譜形不走樣”被當作“膨脹紅移”的硬證據；但在 EFT 中，只要滿足無碰撞、無顏色偏見的傳播，這些現象同樣由 TPR/PER 的總紅移自然出現。因此，紅移本身不足以單獨強證“空間必然在整體膨脹”；是否採用“膨脹”的敘事，需要與其他具有區分力的判據聯合評估。
   （此處集中給出“紅移史 = 節拍史”的解釋）
   • 含義
     我們把不同年代發出的光帶回同一個觀測節拍下比較，看到的“紅移隨時代的整體變化”，本質上是由能量海密度主導的整體張度如何隨時間演化的外顯——也就是節拍史。
   • 機制分工
     TPR負責“底色節拍”——發射端與觀測端節拍比決定主紅移；PER在遇到正在變化的結構時做無色微調；
   • 觀測側對應
     時間拉伸、Tolman 變暗、譜形保持，都是節拍被統一重標（加上可能的緩慢路徑微調）後的直接外觀；與是否把紅移解釋為“度規膨脹”並無唯一綁定關係。
2. 與“空間膨脹版”的可判別處（給未來觀測的驗假點）

• 紅移漂移（長基線直接測同一天體紅移隨年代的微小變化）
  1. 膨脹版：給出一條特定、隨紅移出現變號/轉折的預期曲線；
  2. TPR 版：給出由本地節拍變化率主導的單調預期；
  3. 二者在長期觀測上可區分。
• 角徑—紅移的極小點位置
  1. 膨脹版：在某個紅移出現“角徑最小”；
  2. TPR 版：極小點由節拍史決定，位置可與“膨脹版”錯位。
• 標準警報器（引力波）+ 絕對頻標
  只要能把源端節拍（波形時鐘）與觀測端節拍獨立標定，就能直接量到節拍比；若與“膨脹版距離”系統偏離，則更支援 TPR 口徑。
• 全波段無色性
  任何顯著的頻率依賴伸縮或**“散射尾”都會反對**“純 TPR + 無碰撞”的設定；若資料長期維持嚴格無色，則對“節拍史”口徑更有利。

七、如何在資料中嗅到 PER 的痕跡（區分度）

• 方向/環境的弱指紋：把紅移殘差、弱透鏡會聚、結構分佈疊圖；若出現共同優選方向或環境依賴，提示光路上確有“慢慢在變”的區域。
• 多像解耦：強透鏡多像裡，放大因數可不同，但同一源的拉伸比例應一致（放大—伸時解耦）。
• 顏色獨立性：扣除塵埃與等離子體色散後，拉伸比例應與顏色參數近乎獨立；若顯著相關，說明是“帶顏色”的介質在作祟，而非 PER/TPR。

八、小結

• 一句話：在 EFT 中，TPR負責“底色節拍”，PER在遇到正在變化的結構時做無色微調；兩者合成的總紅移足以解釋望遠鏡裡看到的“三大硬證據”，從而削弱“將紅移視為‘空間必然在膨脹’之唯一證據”的地位。
• 適用前提（讀者版）：不靠吸收/散射等“再加工”；不同顏色的光走同一種“光學幾何意義上的光路”；沿途若不演化，就只有“繞遠路”的時間差，沒有額外淨紅/藍移。
• 延伸：有關“天際背景輻射”的非膨脹來源與本節口徑的對接，見 §1.12。