8.6 Origem padrão da radiação cósmica de fundo em micro-ondas

Início ／ Capítulo 8: Teorias-paradigma desafiadas pela Teoria dos Fios de Energia

Objetivo em três passos

• Explicamos como o quadro padrão descreve a origem e os padrões da radiação cósmica de fundo em micro-ondas (CMB) e por que essa narrativa prevaleceu.
• Indicamos os pontos observacionais que ainda a desafiam: anomalias em grandes ângulos, “intensidade” do lenteamento e tensões entre sondas.
• Propomos uma reformulação unificada sobre uma mesma base física: usar o ruído local tensorial (TBN) como pano térmico já termalizado e a gravidade tensorial estatística (STG) como sobreposição de paisagem, com suprimento microscópico contínuo por partículas instáveis generalizadas (GUP). A seguir, escrevemos por extenso —na primeira ocorrência— «partículas instáveis», «gravidade tensorial estatística» e «ruído local tensorial», e depois mantemos essas denominações.

I. O que afirma o quadro dominante

1. Tese central

• O Universo primordial era um plasma quente, com fótons fortemente acoplados à matéria carregada. Com o resfriamento e a rarefação, recombinação e desacoplamento liberaram os fótons e deixaram um quase corpo-negro a 2,7 K: o CMB.
• As anisotropias de temperatura registram perturbações primordiais; as oscilações acústicas fóton–bárion imprimem um ritmo de picos e vales; a polarização em modo E confirma esse desenho.
• A estrutura em grande escala tardia retoca levemente o CMB por meio de lenteamento (suavização em pequenas escalas e vazamento E→B) e da evolução de potenciais ao longo da linha de visada (por exemplo, efeito Sachs–Wolfe integrado), usualmente tratada como correção de segunda ordem.

2. Por que é convincente

• Força quantitativa: posições de picos e alturas relativas nos espectros de potência de temperatura e polarização são previstas e ajustadas com alta precisão.
• Coerência entre muitos dados: um único quadro restringe conjuntamente temperatura, polarização, lenteamento e a “régua” angular.
• Poucos parâmetros: poucos graus de liberdade bastam para inferências cosmológicas precisas e comparáveis.

3. Como interpretar
   O enredo combina história térmica e perturbações primordiais, com “pequenas edições tardias”. Anomalias em grandes ângulos e tensões entre sondas costumam ser tratadas como flutuações estatísticas ou sistemáticos, a fim de preservar a coerência global.

II. Dificuldades observacionais e debates

• Leves desencontros em grandes ângulos
  Alinhamentos de multipolos baixos, assimetria hemisférica e a mancha fria clássica, isoladamente, não são decisivos; porém, a sua combinação e persistência tornam incômoda a explicação por puro acaso.
• Preferência por um lenteamento mais forte
  Ajustes ao CMB frequentemente preferem um alisamento por lenteamento um pouco mais intenso do que sugerem algumas medidas de lente fraca e de crescimento; as amplitudes nem sempre batem.
• Silêncio das ondas gravitacionais primordiais
  Um modo B robusto segue não confirmado, o que empurra “histórias mínimas” do Universo jovem para versões mais suaves ou mais complexas.
• Pequenas tensões entre sondas
  A “aparência tardia” inferida do CMB mostra desvios fracos porém sistemáticos em relação à lente fraca, às distorções no espaço de redshift e ao crescimento de aglomerados; em geral conciliamos isso com retroalimentações, sistemáticos ou graus de liberdade adicionais.

Conclusão breve
A origem padrão triunfa na ordem principal, mas deixa espaço de interpretação nos detalhes — anomalias de grande ângulo, força do lenteamento e coerência entre sondas.

III. Reformulação em EFT e o que muda para o leitor

Resumo em uma frase
O corpo a 2,7 K do CMB surge quando o ruído local tensorial se termaliza rapidamente dentro do “caldeirão espesso” primordial (forte acoplamento, dispersão intensa e caminho livre médio curtíssimo), produzindo um pano quase de corpo-negro. Os detalhes finos resultam da superposição dos batimentos acústicos e da projeção de um paisagem tensorial; no percurso, apenas o lenteamento por gravidade tensorial estatística e uma evolução de trajeto acromática introduzem retoques suaves, sem cor. Em nível microscópico, partículas instáveis alimentam continuamente energia e tração por processos de “esticar-e-soltar”.

Imagem intuitiva
Pense no CMB como um negativo já revelado:

1. o pano de fundo é fixado pelo escurecimento precoce do “caldo” térmico;
2. o desenho soma “batidas de pele de tambor” (acústica) e “projeção do relevo” (paisagem tensorial);
3. o caminho óptico passa por um vidro levemente ondulado e de mudança lenta (lenteamento + evolução de trajeto), que arredonda detalhes e desloca o quadro como um todo sem dependência cromática.

Três pontos essenciais

1. Pano vs. desenho (separação mais nítida de mecanismos)
   • Pano (corpo): o ruído local tensorial termaliza rapidamente e apaga preferências de frequência; quando se “congelam” os canais que mudam a mistura de cores, a temperatura se ancora no padrão de 2,7 K.
   • Desenho (detalhes):
     1. Inscrição acústica: compressão–repique fóton–bárion soma em fase apenas dentro da «janela de coerência», definindo o espaçamento entre picos e o contraste par/ímpar;
     2. Sobreposição de paisagem: poços e barreiras do potencial tensorial projetam “onde é mais fundo/mais alto”, definindo o tom de grande ângulo;
     3. Trama de polarização: a dispersão anisotrópica no desacoplamento gera modos E ordenados que corroboram o ritmo térmico.
2. Anomalias como filigrana residual (não um balde de ruído)
   Alinhamentos de baixo ℓ, assimetria hemisférica e mancha fria leem-se como marcas de um residual tensorial em ultra-grande escala. Devem ecoar nas mesmas direções preferidas da convergência em lente fraca e nos resíduos de distância, em vez de irem para a gaveta de “acaso/sistemático”.
3. Um mapa, muitos usos (basemap compartilhado)
   Um único mapa de potencial tensorial deve, ao mesmo tempo, explicar:
   • orientações de baixo multipolo e alisamento em pequena escala no CMB;
   • convergência de lente fraca/cisalhamento cósmico com preferência direcional;
   • microdeslocamentos direcionais em supernovas e BAO;
   • a “tração extra” nas regiões externas de discos galácticos.
     Se cada conjunto exigir seu “remendo” próprio, a reformulação unificada não se sustenta.

Pistas testáveis (exemplos)

1. Correlação E/B–convergência que aumenta em pequenas escalas: modos B devem correlacionar mais com a convergência (ou cisalhamento) em ângulos pequenos, indicando “curvatura no caminho” dependente de escala.
2. Assinatura acromática de trajeto: blocos de temperatura que se deslocam juntos entre frequências apontam para evolução de trajeto, não para poeira colorida.
3. Convergência com mapa compartilhado: o mesmo mapa tensorial deve reduzir resíduos no lenteamento do CMB e no da lente fraca de galáxias; se cada um exigir mapa próprio, falta suporte à reformulação.
4. Ecos da filigrana: direções preferentes (alinhamento de baixo ℓ, mancha fria) devem aparecer, fracas porém coerentes, em resíduos de distância, sobreposição ISW e convergência.
5. Régua BAO–CMB coerente no detalhe: a escala de coerência dos picos acústicos deve se integrar à régua BAO em um único mapa, sem “afinamentos” independentes.

O que muda para o leitor

1. Ponto de vista: passamos de “brilho remanescente da explosão” para “pano térmico de ruído local tensorial + sobreposição de paisagem tensorial”, em que “anomalias” viram filigranas úteis para imagem conjunta.
2. Método: usamos resíduos para mapear o relevo; pedimos que CMB, lente fraca e microdeslocamentos direcionais de distância se alinhem nas mesmas direções e ambientes.
3. Expectativa: não apostar em modo B forte; acompanhar microviéses coerentes, convergência “mesmo mapa” entre lente e distância e deslocamentos acromáticos por evolução de trajeto.

Esclarecimentos breves

1. Negamos o caráter de corpo-negro? Não; ele decorre do escurecimento rápido do ruído local tensorial no caldeirão primordial.
2. Os picos acústicos permanecem? Sim; formam o esqueleto do desenho e co-imagem com o paisagem tensorial.
3. O ruído atual fabrica o CMB? Não; o CMB é um negativo fixado cedo e apenas retocado tardiamente.
4. Tudo é “ambiente”? Não; contamos como evidência de paisagem tensorial apenas estruturas direcionais/ambientais repetíveis e alinháveis; os sistemáticos usuais mantêm-se.

Síntese da seção

1. A origem padrão — história térmica mais perturbações primordiais — acerta o corpo e o ritmo do CMB, mas pode soar “em colagem” nos detalhes de grande ângulo, força do lenteamento e coerência entre sondas.
2. A reformulação pela “mar de energia” unifica o CMB como pano térmico de ruído local tensorial + sobreposição de paisagem tensorial:
   • o corpo quase de corpo-negro e sua uniformidade vêm da termalização rápida no caldeirão primordial;
   • a escala e a orientação do desenho vêm dos batimentos acústicos e do paisagem tensorial;
   • no percurso, a gravidade tensorial estatística encurva e alisa, gera modos B fracos e a evolução de trajeto acromática imprime um deslocamento global.
3. Metodologicamente, um mapa compartilhado permite o “um mapa, muitos usos” entre sondas, converte “anomalias” em indícios para imagem conjunta e reduz pressupostos enquanto fortalece os testes.