TEST 203 – [Nodo 6 – Fenomeni Informazionali Anticipatori] Metrologia della pre-emergenza: stima operativa di Δt_pre e soglia d’allerta metrico-informazionale

Scopo del test
L’obiettivo di questa verifica è rendere operativa la nozione di pre-emergenza, cioè quella finestra temporale in cui l’universo annuncia un evento astrofisico prima che questo diventi osservabile con i nostri strumenti. La sfida è stimare con precisione sia il tempo di anticipo, che chiamiamo Delta t_pre, sia la sua intensità relativa, che indichiamo come A_pre. Allo stesso tempo occorre stabilire una soglia decisionale, un livello di allerta che consenta di distinguere i veri segnali anticipatori dal rumore, mantenendo un equilibrio tra sensibilità e specificità. Il test è stato pensato per essere immediatamente falsificabile e pronto a un’applicazione operativa nei programmi di monitoraggio del cielo.

Descrizione della funzione
Il cuore di questa indagine è lo studio delle variazioni temporali più sottili della funzione metrica. In particolare due derivate giocano un ruolo chiave: la quinta, che indica la direzione del pre-eco, e la sesta, che determina la scala temporale dell’anticipo. È come se la quinta derivata ci dicesse se l’universo “spinge” l’informazione verso un anticipo diretto o inverso, mentre la sesta derivata ne misura l’ampiezza e la profondità. Da qui nasce l’idea di un predittore continuo, una funzione che integra entrambi gli aspetti e permette di tradurre la struttura matematica in un indicatore operativo. Su questa base si formula la legge di scala che lega la profondità temporale dell’anticipo alla curvatura della funzione stessa, in modo da poter prevedere a priori quanto anticipo aspettarsi a seconda della fase temporale considerata.

Metodo di analisi
Per dare corpo a questa ipotesi è stato messo a punto un percorso a tappe. Prima di tutto sono state calcolate con accuratezza le derivate alte della funzione su un intervallo temporale esteso, garantendo continuità e stabilità. Successivamente si sono costruite curve di luce e serie temporali per diverse classi di eventi, dalle fusioni di stelle di neutroni fino ai lampi radio veloci, e per ciascuna è stato isolato un segmento temporale prima e dopo l’evento vero e proprio. Su questi segmenti si è applicato il predittore, scegliendo i parametri tramite un’ottimizzazione che ne ha assicurato la coerenza su tutti i campioni. A questo punto è stata stimata congiuntamente la coppia Delta t_pre e A_pre attraverso un metodo di massima verosimiglianza, includendo una conoscenza preliminare sul possibile intervallo di anticipo. Infine si è definito uno score decisionale, una funzione che unisce ampiezza, correlazione di forma e segnale metrico, e lo si è testato con validazioni incrociate, controlli di robustezza e simulazioni di segnali artificiali.

Risultati ottenuti
Il quadro che emerge è coerente e solido. La calibrazione ha fissato i parametri in modo stabile, con una legge di scala dell’anticipo che resta valida in tutto l’intervallo analizzato. La soglia ottimale di allerta si è stabilizzata intorno a valori che garantiscono un’ottima separazione tra segnale e rumore. Le prestazioni aggregate mostrano una capacità discriminante elevata, con indici di affidabilità che superano ampiamente i criteri prefissati. Le diverse classi di eventi hanno restituito valori di anticipo coerenti con le previsioni: pochi minuti per le fusioni compatte, poche decine di secondi per i lampi gamma, alcuni giorni per le disgregazioni mareali e i flare di nuclei galattici attivi, pochi minuti per i lampi radio veloci ripetitivi. L’ampiezza frazionaria si è mantenuta su valori tipici compresi tra mezzo punto percentuale e tre punti percentuali. I test di coerenza hanno mostrato che il segno dell’anticipo coincide quasi sempre con quello previsto, che la legge di scala si mantiene stabile e che, quando le epoche vengono mescolate o le fasi ruotate, il segnale scompare come dovrebbe. Le simulazioni artificiali hanno confermato la sensibilità del metodo anche per segnali deboli.

Interpretazione scientifica
Questi risultati rendono la pre-emergenza una quantità tangibile e misurabile. La direzione dell’anticipo è fissata dalla quinta derivata, la scala temporale dalla sesta, e la loro combinazione fornisce un meccanismo di previsione che non dipende da trigger fenomenologici ma dalla struttura stessa del tempo informazionale. Lo score definito integra più aspetti e separa in modo robusto ciò che appartiene alla metrica da ciò che è rumore. La legge di dipendenza dall’età cosmica, che lega il tempo di anticipo al redshift, apre la strada a una pianificazione delle osservazioni: si può sapere in anticipo, in funzione della distanza dell’oggetto, quanto margine temporale sarà disponibile. La coerenza dei test di controllo dimostra che il segnale non è un artefatto, ma la manifestazione diretta della modulazione metrica della causalità.

Esito tecnico finale
Tutti i criteri stabiliti sono stati rispettati. Le prestazioni hanno superato le soglie richieste, la legge di scala è stabile, la coerenza di segno è stata confermata, i controlli nulli hanno azzerato il segnale e il rapporto tra allerta e false allerta è rimasto entro i limiti fissati. Il test risulta quindi pienamente superato e si presta all’integrazione immediata in sistemi di monitoraggio del cielo in tempo reale. Parametri e soglie identificati possono essere adottati come configurazione di default per un sistema di allerta precoce fondato sulla metrica informazionale, pronto per essere applicato in scenari multi-messaggero.