1.12 Bruit de fond tensonnel (TBN)

Accueil ／ Chapitre 1 : Théorie des fils d’énergie

I. Définition et intuition

Le bruit de fond tensoriel (TBN) est la perturbation locale mesurable qui naît, lors du désassemblage/remblai, du retour aléatoire — large bande et peu cohérent — de l’énergie précédemment « tendue » vers la mer d’énergie par des particules instables généralisées (GUP) (voir 1.10).

• Il ne crée pas d’énergie ex nihilo : c’est la face statistique du cycle « tirer–dissiper ». Avec la gravité tensorielle statistique (STG) (voir 1.11), il forme les deux faces d’une même pièce : la traction pendant la vie façonne la pente (gravité tensorielle statistique), tandis que la dissipation élève le plancher (bruit de fond tensoriel).
• La radiation n’est pas requise. Le bruit de fond tensoriel peut apparaître comme un bruit intrinsèque de champ proche non radiatif (fluctuations aléatoires de force, déplacement, phase, indice, contrainte, susceptibilités) ou, en présence de fenêtres transparentes et d’un éclaircissement géométrique, comme un continuum large bande au champ lointain. En laboratoire sur petits volumes, il se manifeste souvent par une élévation du plancher « façon fluctuations du vide » ou un remodelage spectral, sans émission radio/micro-ondes nécessaire.

II. Comment il se manifeste (canaux de lecture et conditions favorables)

1. Champ proche / intrinsèque (non radiatif)

• Mécanique & inertie : planchers de bruit de force/accélération sur balances de torsion, micro/nano-cantilevers, gradiomètres gravitationnels, interféromètres atomiques.
• Phase optique & réfraction : jitter de phase dans les interféromètres ; élargissement/dérive de raie de cavités ; dérives aléatoires de permittivité ou de biréfringence induite par contrainte.
• Proche champ électromagnétique : fluctuations de magnétisation/conductance dans des résonateurs supraconducteurs, SQUID et dispositifs de Josephson.
• Thermo-acoustique/élastique : fluctuations de contrainte, pression et densité (pas nécessairement thermiques).
• Conditions favorables : basse température, faibles pertes, facteur Q élevé, isolement/écran efficaces, « boutons » de frontière et de géométrie scannables.

2. Champ lointain / radiatif (quand radiatif)

• Planchers diffus large bande dans les fenêtres radio/micro-ondes, renforcés par l’empilement directionnel (éclaircissement géométrique/co-alignement).
• Bandes/arches lumineuses sur des ciels « événementiels » (fusions, chocs, cisaillement, axes d’outflow).
• Conditions favorables : voies faiblement absorbantes, avant-plans modélisables et retranchables, champ et temps d’intégration étendus.

III. Allure globale (traits observationnels)

• Faible, diffus, quasi « sans source » : texture fine sur une carte de base plutôt que source ponctuelle nette ; temporellement stable ou lentement variable.
• Large bande, faible cohérence : en champ proche, hausse synchronisée des planchers ou remodelage spectral entre canaux ; en champ lointain, après correction de dispersion/avant-plans, comportement achromatique attendu.
• Le bruit avant la force (ordre temporel) : dans une même zone événementielle, le bruit de fond tensoriel s’éclaire d’abord ; l’approfondissement de la pente de la gravité tensorielle statistique se lit ensuite dans des variables lentes (orbites/lentillage/chronométrie).
• Directionnalité partagée (empreinte géométrique) : les directions privilégiées d’éclairement du bruit de fond tensoriel s’alignent avec l’axe principal d’approfondissement de pente sous les mêmes contraintes.
• Trajet réversible (pilotage & retour) : si l’on réduit l’entraînement ou que l’on modifie les frontières, le bruit de fond tensoriel baisse d’abord puis la pente recule ; en ré-augmentant l’entraînement, la séquence se répète.

IV. Scènes et candidats représentatifs (astro et labo)

1. Astrophysique

• Excès diffus dans des fonds tout-ciel (p. ex. excès statistiques du fond radio ; voir 3.2), cas pilotes d’un « empilement de nombreux paquets faibles ».
• Bandes/arches pré-choc et halos/minihalos radio dans des amas en fusion : éclaircis le long des axes de fusion/planes de cisaillement, cohérents avec l’empilement directionnel et le « bruit d’abord ».
• Ponts diffus entre amas/filaments : rubans allongés sur des sites de cisaillement/convergence à grande échelle, indice d’un empilement co-aligné.
• Archétypes de starburst/outflow (p. ex. M82, NGC 253) : bandes axiales ou socles étendus sous cisaillement–choc–outflow persistants.
• « Haze/bulles » du centre galactique : structures diffuses larges autour de zones d’outflow/reconnexion/cisaillement, mêlant faible cohérence et éclaircissement géométrique.

2. Expérimental/ingénierie

• Champ proche/intrinsèque : suivi long terme des planchers et spectres sur balances de torsion, résonateurs micro/nano-mécaniques, interféromètres atomiques, cavités optiques, résonateurs supraconducteurs, SQUID.
• Champ lointain/radiatif : en cavités/guides contrôlés, moduler frontières et géométrie pour sonder la présence/absence et la directivité des continus diffus.
• Dans les deux cas, on co-carte et co-chronomètre avec des traceurs de gravité tensorielle statistique (lentillage, dynamique, timing) sur le même champ.

V. Démêler le signal des avant-plans et du bruit instrumental

• Corrélation temporelle croisée : mesurer le retard positif et la relaxation entre croissance du bruit de fond tensoriel et changement de gravité tensorielle statistique dans une même région.
• Cohérence de l’axe principal : tester la co-évolution des axes d’éclairement du bruit de fond tensoriel et des axes de pente potentielle.
• Achromatie et co-occurrence inter-canaux : en champ proche, les planchers montent de concert ; en champ lointain, les continus se déplacent ensemble multi-bandes après dé-dispersion.
• Réversibilité et répétabilité : balayages des « boutons » doivent rejouer la séquence bruit d’abord, gravité ensuite et son retour.
• Soustraction des avant-plans/instrument : unifier horodatage, PSF/bandes et pipelines ; privilégier des noyaux à paramètres minimaux, éviter les modèles « attrape-tout ».

VI. Lecture conjointe avec la gravité tensorielle statistique (co-cartographie)

• Projeter la hausse de plancher/remodelage spectral (côté bruit de fond tensoriel) et les fins résidus de rotation/lentillage/timing (côté gravité tensorielle statistique) sur les mêmes coordonnées pour tester co-alignement et co-cartographie.
• Dans des régions de fusion/fort cisaillement (voir 3.21), suivre la chaîne complète : montée du bruit de fond tensoriel → suivi de pente → retour post-événement.

VII. Univers jeune (plaque de fond)

Au stade précoce très collisionnel et thermalisé, des composantes diffuses du bruit de fond tensoriel ont pu être « corps-noirisées » et figées dans la plaque de fond d’aujourd’hui — la base du fond diffus cosmologique (CMB) — sur laquelle se superposent ensuite les textures gravité tensorielle statistique–bruit de fond tensoriel.

VIII. En résumé

Le bruit de fond tensoriel est la face locale lisible du “retour à la mer” : bruit intrinsèque de champ proche dans certains contextes, continuum diffus de champ lointain dans d’autres. En duo avec la gravité tensorielle statistique, il offre trois tests intuitifs — bruit d’abord, direction partagée, trajet réversible. Les co-cartographier dans le même morceau d’espace-temps, sur les mêmes axes et échelles de temps, est la clé pour transformer des pixels de bruit en une carte tensorielle.