8.8 La «cosmologia standard» Lambda–Materia Oscura Fredda (ΛCDM)

Indice ／ Capitolo 8: Teorie di paradigma messe in discussione dalla Teoria dei Fili di Energia

Obiettivo in tre passaggi
Spieghiamo perché Lambda–Materia Oscura Fredda (ΛCDM) si è consolidata come quadro di riferimento; riassumiamo le difficoltà osservative e fisiche che emergono; e mostriamo come la Teoria dei Fili di Energia (EFT) sostituisce il trittico «particella oscura + Λ + espansione metrica» con un linguaggio unificato di mare di energia – paesaggio tensoriale, fornendo indizi multisonda e verificabili.

I. Cosa afferma il quadro dominante

1. Tesi centrale

• Si assume il principio cosmologico forte con la Relatività Generale come geometria di fondo.
• La materia oscura fredda (CDM) guida la crescita delle strutture; la materia barionica illumina gli oggetti; la costante cosmologica (Λ) spiega l’accelerazione tardiva.
• La relazione spostamento–distanza e l’evoluzione cosmica dipendono dal fattore di scala (espansione metrica).
• Un piccolo set di parametri globali adatta congiuntamente picchi acustici del fondo cosmico a microonde (CMB), supernovae, oscillazioni acustiche dei barioni (BAO), lente debole e struttura su grande scala.

2. Perché è convincente

• Pochi parametri, forte coesione: un set minimo collega basi di dati diverse.
• Stabilità operativa: catene numeriche e flussi di analisi maturi.
• Didattica chiara: una narrazione semplice con basso costo di comunicazione.

3. Come interpretarla
   ΛCDM è un successo fenomenologico di primo ordine. Eppure né Λ né le particelle CDM hanno conferma microfisica diretta. Con precisione crescente e incrocio tra sonde, si ricorre spesso a retroazioni, sistematiche o gradi di libertà aggiuntivi per mantenere la coerenza.

II. Difficoltà osservative e dibattiti

1. Tensioni vicino–lontano e distanza–crescita

• Le pendenze globali delle diverse “scale di distanza” divergono in modo sistematico.
• Il fondo dedotto dalle distanze entra talvolta in lieve tensione con ampiezza/ritmo di crescita ricavati da lente debole, ammassi e distorsioni nello spazio dei redshift.

2. Crisi alle piccole scale e «troppo presto, troppo massiccio»

• Conteggio dei satelliti, profili nucleo–alone e nane ultra-compatte richiedono spesso forti retroazioni e fine-tuning.
• Galassie massicce e mature ad alto z mettono in difficoltà scenari di efficienza semplici.

3. Anomalie a grande angolo del CMB e «forza» della lente

• Persistono allineamenti a basso ℓ, asimmetria emisferica e macchia fredda.
• L’ampiezza di lente preferita dal CMB non coincide sempre con le calibrazioni di lente debole e crescita.

4. Entità e naturalità

• Manca una spiegazione naturale per l’origine microfisica di Λ (salto di energia del vuoto, coincidenza).
• Le particelle CDM restano non rilevate in laboratorio e in ricerche dirette.

Conclusione breve
ΛCDM rende molto bene al primo ordine. Tuttavia, quando si includono dipendenze direzionali/ambientali, calibrazioni della crescita e dinamica delle piccole scale, aumentano i “cerotti” necessari a mantenere l’accordo fra sonde.

III. Riformulazione secondo la Teoria dei Fili di Energia (EFT) e cosa cambia per il lettore

Sintesi in una frase
Usiamo un’unica mappa base «mare di energia – paesaggio tensoriale» al posto di «Λ + particelle CDM + espansione metrica»:

• Lo spostamento verso il rosso ha due sole origini tensoriali: spostamento da potenziale tensoriale (TPR), dovuto alla differenza di riferimento tra sorgente e osservatore, e spostamento da traiettoria evolutiva (PER), un corrimento netto e acromatico lungo un paesaggio tensoriale in evoluzione.
• La trazione addizionale nasce dalla gravità tensoriale statistica (STG), non da un’impalcatura di particelle oscure.
• L’«apparenza di accelerazione» tardiva è il doppio timbro di un fondo tensoriale che evolve lentamente sui “libri” di distanza e movimento (si veda §8.5).
• Coordinamento e «seme» precoci discendono da alta tensione con calo lento e congelamento selettivo dovuto al rumore locale tensoriale (TBN) (si vedano §§8.3 e 8.6).

Immagine intuitiva
Si immagini l’Universo come un mare che si rilassa lentamente:

• Il rilassamento leviga e ritocca lievemente lo spettro (i due spostamenti tensoriali).
• La trama di superficie — il paesaggio tensoriale — organizza afflussi e deflussi di materia, guidando la crescita (STG).
• La stessa “carta marina” viene letta in modo diverso da ogni sonda.

Tre punti chiave

1. Meno entità, una sola mappa

• Niente «sostanza Λ», niente «particelle CDM».
• Una mappa di potenziale tensoriale spiega distanze, lente, curve di rotazione e dettagli della crescita.

2. Sciogliere il legame distanza–crescita

• La distanza è dominata dall’integrale temporale di TPR + PER.
• La crescita è riscritta dolcemente dalla gravità tensoriale statistica (STG).
  → Piccole differenze di calibrazione, prevedibili, sono ammesse e allentano tensioni esistenti.

3. Rendere immagine i residui, non coprirli

• I deboli bias direzionali/ambientali escono dal “cestino errori” e diventano pixel del paesaggio tensoriale sulla stessa mappa.
• Se ogni dataset richiede la propria “mappa-cerotto”, la unificazione EFT non è supportata.

Indizi verificabili (esempi)

• Vincolo acromatico: gli scarti si muovono insieme in ottico, vicino IR e radio; una deriva fortemente cromatica sfavorisce PER.
• Allineamento di orientazione: residui di Hubble delle supernove, micro-spostamenti della regola BAO, convergenza a grande scala della lente debole e bassi ℓ del CMB mostrano micro-bias dello stesso segno lungo una direzione preferita comune.
• Una mappa, più usi: la stessa base riduce congiuntamente (i) residui del lensing del CMB e della lente debole; (ii) trazione nei dischi esterni delle curve di rotazione e ampiezza della lente debole; (iii) covariazione tra ritardi temporali e residui di spostamento nelle multi–immagini di lente forte.
• Seguito ambientale: linee di vista che attraversano strutture più ricche presentano residui distanza/lente lievemente maggiori; contrasti emisferici sotto il punto percentuale si allineano all’orientazione della mappa.
• “Corsia veloce” precoce: la frequenza di galassie dense ad alto z segue ampiezza e timing dedotti per la tensione alta a calo lento.

Cosa cambia per il lettore

• Punto di vista: dal trittico «particella oscura + Λ + stiramento dello spazio» a «una mappa di potenziale tensoriale + due spostamenti tensoriali + STG».
• Metodo: smettiamo di appiattire i residui; li usiamo per mappare il paesaggio tensoriale e testare «una mappa, più usi».
• Attese: cerchiamo micro–pattern coerenti, legati a direzione e ambiente, e firme acromatiche, invece di forzare tutto con parametri globali.

Chiarimenti brevi

• L’EFT nega i successi di ΛCDM? No. Ne conserva le apparenze osservate, ma ne reinterpreta le cause con un’ontologia più snella.
• È gravità modificata o un MOND mascherato? No. La trazione extra nasce dalla gravità tensoriale statistica (STG); la prova cardine è l’unica mappa trasversale alle sonde.
• Senza espansione metrica si perde la legge di Hubble? A basso z, TPR + PER si sommano quasi linearmente e recuperano la relazione di Hubble in prima approssimazione.
• Senza particelle CDM non crescono le strutture? L’impalcatura la forniscono il paesaggio tensoriale e STG, che organizzano la crescita e spiegano le scale di rotazione e di lente.

Sintesi della sezione
ΛCDM, con pochi parametri, adatta molti dati ed è il miglior quadro di ordine zero. Tuttavia, combinando residui direzionali/ambientali, calibrazioni di crescita e dinamica delle piccole scale, si moltiplicano i cerotti. EFT ri-racconta la scena con un’ontologia più leggera e una sola mappa:

• apparenza di distanza da spostamento da potenziale tensoriale (TPR) + spostamento da traiettoria evolutiva (PER);
• trazione addizionale da gravità tensoriale statistica (STG);
• CMB, lente, curve di rotazione e crescita delle strutture allineati sotto il principio «una mappa, più usi».

Così, la «cosmologia standard ΛCDM» passa da «spiegazione unica» a un’apparenza riformulabile entro un quadro unificato; la sua «necessità» si relativizza di conseguenza.