3.13 Fondo cosmico a microonde: dalla “lastra annerita dal rumore” ai fini motivi di percorso e rilievo

Indice ／ Capitolo 3: universo macroscopico

Terminologia e ambito
Inquadriamo l’«origine della lastra, l’incisione del motivo, le modifiche lungo la linea di vista, la direzionalità su grande scala e la doppia natura della polarizzazione» nello schema fili–mare–tensore. Nell’universo primordiale, particelle instabili generalizzate (GUP) nascono e si disfano di continuo; la somma delle loro durate e della loro trazione modella il rilievo della gravità tensoriale statistica (STG). La loro decostruzione o annichilazione rimanda nel mezzo deboli pacchetti d’onda che costituiscono il rumore di fondo tensoriale (TBN). D’ora in poi useremo soltanto le forme italiane per esteso. Come agganci concettuali, citiamo una sola volta fili di energia (Energy Threads) e mare di energia (Energy Sea).

I. Che cosa stiamo osservando?
Il fondo cosmico a microonde (CMB) è un “negativo” quasi uniforme di ~2,7 K, ma non è una tinta piatta: mostra picchi e valli acustici regolari, ammorbidimento alle piccole scale e una polarizzazione divisa in modo E dominante e modo B più debole. Su scale angolari molto ampie compaiono indizi di direzione preferita, come asimmetria emisferica, allineamenti a basso ℓ e una «macchia fredda».
Emergono tre fili conduttori: fissaggio precoce della base (tono e battito), riprocessamento lungo il percorso (lente e “sabbiatura”) e rilievo oltre l’orizzonte con direzione debole. Lo schema fili–mare–tensore li collega in una catena continua.

II. Perché la base è quasi un corpo nero: come il rumore tensoriale si è “annerito” nel CMB (meccanismo e scale temporali)

Conclusione in anticipo.
La “mare” primordiale era otticamente molto spessa: forte accoppiamento, diffusa dispersione e cammini liberi molto corti. In tale brodo, le particelle instabili generalizzate iniettavano senza sosta perturbazioni a banda larga e bassa coerenza—il rumore di fondo tensoriale—che convergeva rapidamente verso uno spettro quasi di corpo nero. Quando l’universo è diventato trasparente, i fotoni hanno trasportato quella lastra fino a noi.

• Calderone spesso: forte accoppiamento e rapida dispersione
  Le interazioni frequenti tra fotoni e materia carica hanno rimescolato energia, direzione e fase: ogni “frammento di energia” veniva assorbito, riemesso e rimescolato.
• Annerimento: si regola energia e “miscela di colore”
  Il bagno ha cancellato le preferenze in frequenza e spinto la radiazione verso la curva di corpo nero, lasciando una sola scala di temperatura.
• Ordine dei tempi: t_annerimento ≪ t_macroscopico ≲ t_disaccoppiamento
  L’annerimento è stato più rapido dell’evoluzione macroscopica: prima si è fissata la base, poi è cambiata lentamente.
• Scala di temperatura
  L’iniezione totale del rumore di fondo tensoriale ha fissato la temperatura di base. Quando i microcanali che modulavano la “miscela di colore” si sono congelati, la scala si è bloccata e ha raffreddato fino a 2,7 K.
• Dopo la trasparenza: la forma di corpo nero resta
  Gli effetti di percorso spostano la brillantezza in modo acromatico; la forma di corpo nero si conserva e cambia solo la struttura angolare.
• Origine dell’elevata uniformità
  L’annerimento è avvenuto nell’epoca “più spessa”, quando gli scambi rapidi hanno cancellato differenze direzionali. Il disaccoppiamento ha fissato piccoli residui; il riprocessamento successivo è rimasto lieve.

In sintesi: rumore di fondo tensoriale → annerimento rapido → base quasi di corpo nero con una temperatura unica, che spiega uniformità e perfezione spettrale del CMB.

III. Come si è inciso il motivo: compressione–rimbalzo e finestra di coerenza (la “pelle di tamburo” acustica)

1. Respirazione tra trazione e pressione
   Il fluido fotone–barione ha oscillato tra attrazione gravitazionale e rimbalzo di pressione, generando onde acustiche simili a increspature su una pelle di tamburo sfiorata.
2. Finestra di coerenza e “righello” standard
   Solo alcune lunghezze d’onda hanno risuonato al massimo. Hanno lasciato spaziature regolari picco–valle negli spettri di temperatura e polarizzazione: il righello acustico.
3. Istante fotografato al disaccoppiamento
   All’ultimo scattering si sono fissati fase e ampiezza: chi era in compressione o rarefazione, quanto ampia era l’oscillazione e quanto serrato il battito. Il contrasto dispari/pari codifica “carico e velocità”: il carico barionico accentua i picchi di compressione.
4. Istruzioni di lettura

• Distanza tra picchi: limite di propagazione e misura geometrica.
• Dispari/pari: carico barionico ed efficienza del rimbalzo.
• Fase TE: verifica dell’orologio acustico.

IV. “Lente e sabbiatura” lungo il cammino: deflessione del rilievo, ammorbidimento dei bordi e fuga E→B (ripr. lungo il percorso)

1. Gravità tensoriale statistica come lastra spessa e leggermente curva

• Ammorbidimento alle piccole scale: picchi e valli si arrotondano, la potenza migra verso scale maggiori.
• Fuga E→B: una frazione del modo E si torce in modo B durante il tragitto.
• Co-mappe: il modo B deve correlare positivamente con mappe di convergenza/forza di taglio (κ/φ), più forte alle piccole scale; ricostruzione a quattro punti e misura dell’ammorbidimento devono vincolare lo stesso rilievo.

2. Rumore di fondo tensoriale come sabbiatura a banda larga
   Un fondo tardivo, debole e diffuso non altera la forma di corpo nero, ma ammorbidisce ulteriormente i bordi e aggiunge una piccola fuga E→B. La sua intensità dovrebbe seguire debolmente le regioni strutturalmente attive, senza “colore” marcato.
3. Evoluzione di percorso: spostamento acromatico
   Attraversare volumi il cui rilievo evolve lentamente raffredda o riscalda intere linee di vista. L’impronta chiave è uno spostamento dello stesso segno su tutte le frequenze (acromatico), distinguibile dai primi piani colorati. Contribuiscono transizioni precoci e approfondimenti o rilassamenti tardivi, con deboli correlazioni positive rispetto a traccianti di grande scala (φ, densità galattica).
4. Una “sabbiatura sottile” dalla reionizzazione
   Gli elettroni liberi smussano lievemente la temperatura alle piccole scale e rigenerano modo E su ampi angoli. Occorre ripartire il loro contributo insieme a gravità tensoriale statistica e rumore di fondo tensoriale.

Lista di diagnosi:

• Stesso segno freddo/caldo su più bande ⇒ evoluzione di percorso.
• Ammorbidimento che co-varia con la grande struttura ⇒ prevale la gravità tensoriale statistica.
• Allargamento lieve senza dispersione cromatica ⇒ residuo di rumore di fondo tensoriale.

V. Trama e direzionalità a scale enormi: fossili di creste e corridoi

• Direzioni privilegiate
  Se il rilievo super-orizzonte ospita creste/corridoi/valli, i multipoli più bassi mostrano allineamenti (asimmetria emisferica, allineamenti a basso ℓ). Sono proiezioni geometriche, non anomalie arbitrarie.
• Spostamenti a blocchi freddi/caldi
  Linee di vista attraverso un rilievo in evoluzione possono risultare globalmente più fredde o più calde. Incroci con Sachs–Wolfe integrato, mappe di lente e indicatori di distanza dovrebbero rivelare deboli echi concordi.
• La forma di corpo nero resta intatta
  Questi effetti cambiano brillantezza e orientazione, non la miscela spettrale. La base di corpo nero rimane.

VI. Due rami della polarizzazione: E come trama principale, B come torsione e fuga

1. Modo E (lastra principale)
   L’anisotropia sulla “pelle di tamburo” al disaccoppiamento si è impressa, tramite scattering, in un motivo ordinato in fase con la serie di temperatura. La correlazione TE ne è l’impronta.
2. Modo B (generato soprattutto in viaggio)
   La deflessione dovuta alla gravità tensoriale statistica torce una parte del modo E in B; il rumore di fondo tensoriale aggiunge una fuga marginale.

• Il modo B rimane debole e la sua correlazione con convergenza/taglio cresce verso le piccole scale.
• Un B forte su grandi angoli segnalerebbe onde trasversali precoci di tipo gravitazionale, pur non essendo necessario a spiegare il B oggi osservato.

VII. Guida operativa alla lettura dei grafici

• Righello: distanza picco–valle ⇒ scala acustica e limite di propagazione.
• Carico: dispari/pari ⇒ carico barionico ed efficienza del rimbalzo; fase/ampiezza TE validano il battito.
• Ammorbidimento: più smusso alle piccole scale ⇒ rilievo più “spesso” o rumore più forte; vincolare insieme a mappe φ e ricostruzione a quattro punti.
• Direzione: cercare asse preferito/asimmetria; confrontare con lente debole/BAO/scarti di distanza.
• Acromaticità: spostamento dello stesso segno tra bande ⇒ evoluzione di percorso; se colorato ⇒ primi piani (polvere, sincrotrone, free–free).
• Correlazione B–κ: più forte alle piccole scale ⇒ lente dominante; dopo delensing, il B residuo vincola rumore di fondo tensoriale e/o onde trasversali precoci.

VIII. Rispetto al manuale: cosa manteniamo, cosa aggiungiamo (e come lo testiamo)

1. Conserviamo

• Fase acustica fortemente accoppiata, congelata al disaccoppiamento.
• Ritocchi tardivi dovuti a lente e reionizzazione.

2. Aggiunte / differenze

• Provenienza della base: la quasi “nerità” deriva dall’annerimento rapido del rumore di fondo tensoriale, senza componenti aggiuntive.
• Bilancio dell’ammorbidimento: lo smusso alle piccole scale nasce da “gravità tensoriale statistica + rumore di fondo tensoriale”, non da una singola “forza di lente”.
• Assegnazione delle “anomalie”: asimmetria emisferica, allineamenti a basso ℓ e macchia fredda sono reliquie naturali del rilievo tensoriale e dovrebbero riecheggiare in più insiemi di dati.

3. Impegni verificabili

• Un’unica mappa di rilievo deve ridurre i residui sia nella lente del CMB sia nella lente debole galattica.
• La correlazione B–convergenza deve crescere verso le piccole scale.
• Gli spostamenti acromatici devono muoversi insieme fra bande.
• La direzione della macchia fredda deve mostrare deboli correlazioni concordi in ISW, distanze e convergenza.

IX. Separare sistematiche e segnale: “rilievo/percorso” vs “primi piani/strumento”

• Acromatico vs colorato: acromatico ⇒ evoluzione di percorso; colorato ⇒ primi piani (polvere, sincrotrone).
• Incrocio B–κ: correlazione significativa ⇒ deflessione credibile; se assente, attenzione a leakage strumentale.
• Vincoli multibanda: usare la curva di corpo nero per fissare la base; usare residui spettrali (μ/y) per limitare iniezioni tardive di rumore di fondo tensoriale.
• Ricostruzione a quattro punti / φ: coerenza con lo smusso TT/TE/EE ⇒ un unico rilievo governa fase, ampiezza e non gaussianità.

X. Convalida e prospettive (test falsificabili e rafforzamenti)

• P1 | Mappa condivisa: adattare smusso del CMB e lente debole galattica con la stessa mappa φ/κ; la convergenza dei residui sostiene la gravità tensoriale statistica come lente dominante.
• P2 | B residuo dopo delensing: una pendenza a banda larga e poco coerente indica una quota finita di rumore di fondo tensoriale; un “gobbo” a grande angolo punterebbe a onde trasversali precoci.
• P3 | Incrocio ISW acromatico: spostamenti concordi tra CMB e LSS/φ rafforzano l’interpretazione di evoluzione di percorso.
• P4 | Echi della macchia fredda: risposte deboli e del medesimo segno in ISW, distanze e convergenza confermano una reliquia di rilievo, non rumore casuale.
• P5 | Limiti μ/y: limiti spettrali più stretti implicano iniezioni tardive più deboli; limiti più laschi ne quantificano la frazione.

XI. Una metafora utile: pelle di tamburo e vetro satinato

1. Fase “pelle di tamburo”: una membrana tesa (tensione elevata) cosparsa di microgocce (perturbazioni iniettate da particelle instabili). Tensione e carico interagiscono e generano il ritmo compressione–rimbalzo.
2. Fotogramma congelato: il disaccoppiamento “fotografa” lo stato dell’istante.
3. Vista attraverso il vetro: in seguito guardiamo la lastra attraverso un vetro leggermente ondulato (gravità tensoriale statistica) e delicatamente satinato (rumore di fondo tensoriale residuo):

• le ondulazioni arrotondano i motivi;
• il satinato ammorbidisce i bordi;
• una lenta deformazione raffredda o riscalda aree senza cambiare “colore”.
  Questo, in sostanza, è il CMB odierno.

Quattro righe da ricordare

• Base dal rumore: il rumore di fondo tensoriale si è annerito rapidamente in un bagno spesso, fissando una base quasi di corpo nero e una scala termica unica.
• Motivo dal ritmo: la fase fortemente accoppiata ha inciso battute acustiche coerenti (picchi–valli e modo E).
• Chirurgia lieve in viaggio: la gravità tensoriale statistica arrotonda e induce fuga E→B; il rumore di fondo tensoriale addolcisce; l’evoluzione di percorso lascia spostamenti acromatici.
• Le grandi scale non sono “dati cattivi”: asimmetria emisferica, allineamenti a basso ℓ e macchia fredda sono reliquie del rilievo tensoriale e dovrebbero riecheggiare in più osservabili.

Conclusione
Con l’immagine unificata—«lastra annerita dal rumore + ombre di un rilievo in tensione + ritocchi leggeri lungo il percorso»—conserviamo l’essenza di manuale dei picchi acustici e diamo a smussamenti, modi B, direzionalità e presunte anomalie una sede fisica verificabile. Seguendo i sette passi—righello, carico, ammorbidimento, direzione, spostamento acromatico, correlazione B–κ e B residuo dopo delensing—colleghiamo indizi sparsi in un’unica mappa tensoriale coerente dell’universo.