8.8 A “cosmologia padrão” ΛCDM

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

Objetivo em três passos
Explicamos por que o modelo Lambda–Matéria Escura Fria (ΛCDM) se consolidou como referência; resumimos as dificuldades observacionais e físicas que enfrenta; e mostramos como a Teoria dos Fios de Energia (EFT) substitui o trio “partícula escura + Λ + expansão métrica” por uma linguagem unificada de mar de energia – paisagem tensorial, oferecendo indícios multisonda e testáveis.

I. O que afirma o arcabouço dominante

1. Tese central

• Adota-se o princípio cosmológico forte e a Relatividade Geral para a geometria de fundo.
• A composição lê-se assim: matéria escura fria (CDM) impulsiona o crescimento de estruturas; matéria bariônica ilumina os objetos; a constante cosmológica (Λ) promove a aceleração tardia.
• A relação desvio–distância e a evolução cósmica são regidas pelo fator de escala (expansão métrica).
• Um conjunto pequeno de parâmetros globais ajusta em conjunto picos acústicos do fundo cósmico de micro-ondas (CMB), supernovas, oscilação acústica de bárions (BAO), lente fraca e estrutura em grande escala.

2. Por que é atraente

• Poucos parâmetros, alta coesão: um conjunto mínimo conecta muitos dados.
• Estabilidade “de engenharia”: cadeias numéricas e fluxos analíticos maduros.
• Didática clara: narrativa simples e baixo custo de comunicação.

3. Como interpretar
   ΛCDM é um sucesso fenomenológico de primeira ordem. Ainda assim, nem Λ nem partículas CDM têm confirmação microfísica direta. À medida que a precisão e o cruzamento de sondas aumentam, recorre-se com frequência a retroalimentações, sistemáticos ou graus de liberdade extras para manter a coerência global.

II. Dificuldades observacionais e debates

1. Tensões perto–longe e distância–crescimento

• As inclinações globais de diferentes “escadas de distância” divergem de forma sistemática.
• O fundo inferido por distâncias às vezes entra em leve tensão com amplitude/ritmo de crescimento obtidos de lente fraca, aglomerados e distorções no espaço de redshift.

2. Crise de pequenas escalas e “cedo demais, massivo demais”

• Contagem de satélites, perfis núcleo–halo e anãs ultracompactas tendem a exigir fortes retroalimentações e ajustes finos.
• Galáxias massivas e maduras em alto desvio desafiam explicações simples de eficiência.

3. Anomalias de grande ângulo no CMB e “força” do lenteamento

• Alinhamentos de baixo ℓ, assimetria hemisférica e mancha fria persistem como conjunto.
• A amplitude preferida de lenteamento pelo CMB nem sempre coincide com calibrações de lente fraca/crescimento.

4. Entidade e naturalidade

• A origem microfísica de Λ carece de explicação natural (lacuna de energia do vácuo, coincidência).
• Partículas CDM seguem não detectadas em laboratório ou busca direta.

Conclusão breve
ΛCDM funciona notavelmente bem no termo líder. Porém, ao incorporar dependências direcionais/ambientais, calibrações de crescimento e dinâmica de pequenas escalas, multiplica-se a necessidade de remendos para manter o acordo entre sondas.

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

Resumo em uma frase
Usamos uma carta-base de mar de energia – paisagem tensorial em vez do tripé “Λ + partículas CDM + expansão métrica”:

• O desvio tem apenas duas origens tensoriais: desvio por potencial tensorial (TPR), devido à diferença de referência entre fonte e observador, e desvio por trajetória evolutiva (PER), um deslocamento líquido e acromático ao atravessar um relevo tensorial em evolução.
• A tração extra decorre da gravidade tensorial estatística (STG), não de um andaime particulado escuro.
• A “aparência de aceleração” tardia é a dupla impressão de um fundo tensorial que evolui lentamente sobre os livros de distância e de movimento (ver §8.5).
• A coordenação e o “semeio” precoces derivam de alta tensão com queda lenta e congelamento seletivo por ruído local tensorial (TBN) (ver §§8.3, 8.6).

Imagem intuitiva
Imagine o Universo como um mar que relaxa devagar:

• O relaxamento alisa e “transpõe” levemente o espectro (os dois desvios tensoriais).
• A textura da superfície — o paisagem tensorial — organiza afluxos e refluxos de matéria, provendo um guia invisível para o crescimento (STG).
• A mesma “carta marítima” é lida de modos distintos por cada sonda.

Três pontos essenciais

1. Menos entidades, uma única carta

• Sem “substância Λ” e sem “partículas CDM”.
• Uma carta de potencial tensorial explica distâncias, lente, curvas de rotação e detalhes do crescimento.

2. Desatar distância e crescimento

• A aparência de distância é dominada pela integral temporal de TPR + PER.
• A aparência de crescimento é guiada por uma reescrita suave via STG.
  → Pequenas diferenças de calibração, previsíveis, passam a ser aceitáveis e aliviam tensões.

3. Mapear o resíduo, não remendá-lo

• Vieses fracos, alinhados a direção/ambiente, deixam o “balde de erros” e viram pixels do paisagem tensorial na mesma carta.
• Se cada conjunto exigir sua “carta remendo”, não há amparo para a unificação em EFT.

Pistas testáveis (exemplos)

• Restrição acromática: deslocamentos coevoluem em óptico, infravermelho próximo e rádio; deriva fortemente cromática desfavorece PER.
• Alinhamento de orientação: resíduos de Hubble em supernovas, microdeslocamentos da régua BAO, convergência em grande escala da lente fraca e baixos ℓ do CMB mostram microssesgo de mesmo sinal na mesma direção preferente.
• Uma carta, vários usos: a mesma base reduz simultaneamente (i) resíduos de lente do CMB e da lente fraca; (ii) tração em discos externos nas curvas de rotação e amplitude da lente fraca; (iii) covariação entre atrasos temporais e resíduos de desvio em multimagem de lente forte.
• Acompanhamento ambiental: linhas de visada por estruturas mais ricas exibem resíduos de distância/lente um pouco maiores; contrastes hemisféricos subporcentuais alinham-se à orientação da carta.
• Arranque precoce: a incidência de galáxias densas em alto z acompanha a amplitude e o calendário inferidos para a alta tensão de queda lenta.

O que muda para o leitor

• Ponto de vista: do trio “partícula escura + Λ + estiramento do espaço” para “uma carta de potencial tensorial + dois desvios tensoriais + STG”.
• Método: parar de achatar resíduos; usá-los para mapear o paisagem tensorial e testar “uma carta, vários usos”.
• Expectativa: buscar micropadrões coerentes, ligados a direção e ambiente, e traços acromáticos, em vez de forçar tudo sob parâmetros globais.

Esclarecimentos breves

• A EFT nega o sucesso de ΛCDM? Não. Preserva as aparências que ΛCDM ajusta, mas reexplica as causas com menos compromissos ontológicos.
• É gravidade modificada ou MOND disfarçado? Não. A tração extra surge da gravidade tensorial estatística (STG); a prova-chave é a carta única entre sondas.
• Sem expansão métrica não há lei de Hubble? Em baixo desvio, TPR + PER somam-se quase linearmente e recuperam a relação do tipo Hubble.
• Sem partículas CDM não há grandes estruturas? O andaime vem do paisagem tensorial com STG, que organiza o crescimento e explica as escalas de rotação e de lente.

Síntese da seção
ΛCDM, com poucos parâmetros, ajusta muitos dados e segue como o melhor quadro de ordem zero. Mas, ao combinar resíduos direcionais/ambientais, calibrações de crescimento e dinâmica de pequenas escalas, proliferam remendos. EFT reconta o quadro com ontologia mais enxuta e uma única carta:

• aparência de distância a partir de desvio por potencial tensorial (TPR) + desvio por trajetória evolutiva (PER);
• tração adicional pela gravidade tensorial estatística (STG);
• CMB, lente, curvas de rotação e crescimento de estruturas alinhados sob “uma carta, vários usos”.

Assim, a “cosmologia padrão ΛCDM” deixa de ser “a única explicação” e passa a ser um aspecto passível de reformulação num quadro unificado; sua “necessidade” se dilui em consequência.