第3.20節：直准噴流為何出現：張度走廊波導（TCW）的應用

目錄 ／ 第3章：宏觀宇宙

閱讀提示：本節面向普通讀者，不涉及公式和計算。本節只回答**“如何把張度走廊波導（TCW, Tension Corridor Waveguide）用到直准噴流的解釋”；關於張度走廊波導的定義與形成機制，請參見第 1.9 節。

一、張度走廊波導做了什麼：把“點火”變成“直、窄、快”的外逃

• 定方向：把源區能量與等離子“鎖”在一條優選軸線上，避免近源隨意彎折。
• 定窄度：通道細長，開口小，生成筆直且准直的外流。
• 定相干：有序結構讓爆發脈衝在時間與偏振上保持相干紋理，不被湍動迅速抹平。
• 定續航：在外壓與“護壁”維持下，直准態可跨越更長距離，把能量護送到更透明、更易輻射的區域。

一句話：張度走廊波導就是“准直器”——把源頭的“點火”可靠地送成直、窄、快的噴流。

二、應用總覽：一條共性的“張度走廊波導 → 噴流”流水線

• 點火：源區薄層（剪切—重聯層）以脈衝方式釋放能量。
• 護送：張度走廊波導在近源到中距離區間“護送”能量外逃，避免被近源吸收與彎折。
• 換擋：通道的幾何與有序度在爆發過程中可能分檔切換（觀測上表現為偏振角的離散跳變）。
• 脫管：離開強准直區後，噴流進入更開闊的傳播與餘輝階段（常見再准直結構與幾何斷裂）。

三、系統映射：張度走廊波導如何在不同源類裡“上場”並留下錨點

1. 伽馬射線暴
   • 為什麼能直准：塌縮/併合沿自旋軸打通穩定的張度走廊波導，使最亮的 prompt 段被“直送”到較透明的輻射半徑，避免近源對消與彎折。
   • 近源通道尺度：約 0.5–50 天文單位，保障秒級乃至亞秒級的短、尖脈衝仍保持准直。
   • 我們該看到什麼：上升沿偏振度先抬，相鄰脈衝間出現偏振角的離散跳變；餘輝中可見兩級以上的等色斷裂（反映通道層級或換擋）。
2. 活動星系核與微類星體
   • 為什麼能直准：近視界到亞秒差距範圍存在長而穩的張度走廊波導，形成抛物線准直區，隨後過渡到錐形擴張。
   • 近源通道尺度：約 10^3–10^6 天文單位（源品質越大可越長）。
   • 我們該看到什麼：脊柱—鞘層兩層結構與邊緣增亮；開角隨距離有規律變化（抛物線→錐形）；偏振圖樣在年際尺度成片演化或翻轉（通道換擋的宏觀體現）。
3. 潮汐瓦解事件噴流
   • 為什麼能直准：恒星被撕裂後短時間內在自旋軸附近迅速堆場成廊，形成短命但高效的張度走廊波導，強力准直早期外流。
   • 近源通道尺度：約 1–300 天文單位；隨吸積回落與外壓減弱，通道快速鬆弛或中止。
   • 我們該看到什麼：早期偏振較高且取向穩定，隨後快速下降或翻轉；若觀測視角偏軸，光變/譜形隨時間出現明顯改向。
4. 快速射電暴
   • 為什麼能直准：磁星近區形成超短“波導段”，把相干無線電輻射壓成極窄射束，毫秒內“直打”出源。
   • 近源通道尺度：約 0.001–0.1 天文單位。
   • 我們該看到什麼：幾乎純線偏振；法拉第旋轉測度隨時間出現臺階式變化；重複源在不同爆發間，偏振角呈“檔位式”切換。
5. 低速噴流與其他系統（原恒星噴流、脈衝星風星雲）
   • 為什麼能直准：即便不相對論，只要存在張度走廊波導，幾何束化仍生效：近源直准段把方向“定直”，其後由環境壓力與盤風主導外觀。
   • 近源通道尺度：原恒星噴流常見 10–100 天文單位的直准段；脈衝星風星雲在極向易形成短直通道、赤道方向形成環狀結構。
   • 我們該看到什麼：柱狀准直與結點處的收縮—反彈痕跡（再准直）；與宿主介質絲狀結構對齊的走向偏好。

四、張度走廊波導應用指紋（本節的觀測對賬項，編號 J1–J6）

這些指標用於識別“直准噴流的張度走廊波導場景”，與第 3.10 節的 P1–P6 互補使用。

• J1｜偏振上升沿領先：單個爆發脈衝上升沿偏振度先抬，隨後亮度達峰（相干先行、能量後到）。
• J2｜偏振角“分檔跳變”：相鄰脈衝之間偏振角呈檔位式切換，對應通道單元更替或換擋。
• J3｜法拉第旋轉測度臺階：在爆發早期/Prompt 段，法拉第旋轉測度隨時間出現臺階，邊緣與脈衝邊界或偏振角跳變對齊。
• J4｜多級幾何斷裂：餘輝光變中可見兩級以上的等色斷裂，其時間比值在樣本內聚類（反映通道層級幾何）。
• J5｜脊柱—鞘層與邊緣增亮：成像上見中心更快的脊柱與更慢的鞘層，噴流邊緣相對更亮。
• J6｜“過透明”方向一致性：高能光子更易穿透的方向，與宿主環境的絲狀長軸或剪切主軸統計上同向。

判據建議：若同一事件/源類在 J1–J4 至少滿足兩項，且形態學支援 J5/J6，則“張度走廊波導驅動的直准噴流”解釋顯著優於非通道化方案。

五、分層模型（與當代理論的協作分工）

• 底層：張度走廊波導提供幾何先驗
  說明為什麼會有波導式准直、為什麼能分層換擋、為什麼偏振角分檔、為什麼出現法拉第旋轉測度臺階與多級幾何斷裂；給出長度、開口、層級、換擋時機等先驗。
• 中層：傳統噴流動力學與磁流體
  在幾何先驗下，計算速度場、能量傳輸、側向外壓耦合，解釋從抛物線到錐形的動力學過渡與穩定性。
• 上層：輻射與傳播
  用標準輻射學與傳播學生成光譜、光變、偏振、法拉第旋轉測度，並處理沿宇宙大尺度結構傳播中的再處理效應。

工作流建議
先用 J1–J6 做“是否存在張度走廊波導直准噴流”的快速篩查，再把通過樣本交給動力學與輻射模組進行細緻擬合與解釋。

六、小結

• 機制落點：張度走廊波導把源區“點火”護送成直、窄、快的噴流；其“護送是否到位”，可用 J1–J6 的觀測指紋直接對賬。
• 跨源統一：從伽馬射線暴、活動星系核、潮汐瓦解事件，到快速射電暴與低速噴流，同一套通道幾何即可解釋“為什麼直准”。
• 協同建模：以張度走廊波導給出的幾何先驗為底層約束，疊加傳統動力學與輻射求解，可把“形態—相位學—能譜/偏振”連成一條可檢可複用的解釋鏈。
• 閱讀指引：需要原理與形成機制，請見第 1.9 節；需要全鏈路（加速—外逃—傳播），請見第 3.10 節。