3.13 Fondo cósmico de microondas: de la “placa ennegrecida por ruido” a los finos patrones de trayectoria y relieve

Inicio ／ Capítulo 3: Universo Macroscópico

Terminología y alcance
Enmarcamos el “origen de la placa, el tallado del motivo, las ediciones en la línea de visión, la direccionalidad a gran escala y la dualidad de polarización” en el esquema hilos–mar–tensor. En el universo temprano, las partículas inestables generales (GUP) se generaban y se deshacían continuamente; la superposición de sus tiempos de vida y su tracción moldeó el relieve de gravedad tensorial estadística (STG). Su desintegración o aniquilación devolvió al medio paquetes de ondas débiles que conformaron el ruido de fondo tensorial (TBN). A partir de aquí usaremos solo los términos completos en español. Para anclaje conceptual, mencionamos una sola vez hilos de energía (Energy Threads) y mar de energía (Energy Sea).

I. ¿Qué estamos observando?
El fondo cósmico de microondas (CMB) es un “negativo” casi uniforme de ~2,7 K, pero no es un color plano: aparecen picos y valles acústicos regulares, un ablandamiento en pequeñas escalas y una polarización dividida en modo E dominante y un modo B más débil. A escalas angulares muy grandes surgen indicios de direccionalidad, como asimetría hemisférica, alineamientos de bajo ℓ y una “mancha fría”.
Destacan tres líneas: congelado temprano (tono de base y compás), reprocesado en la trayectoria (lente y esmerilado) y relieve super-horizonte con dirección débil. El trenzado hilos–mar–tensor las une en una sola cadena física.

II. Por qué la base es casi de cuerpo negro: cómo el ruido tensorial se “ennegreció” en CMB (mecanismo y escalas temporales)

Conclusión por adelantado.
La “mar” primordial era ópticamente muy espesa: acoplamiento fuerte, dispersión intensa y recorridos libres muy cortos. En ese caldo, las partículas inestables generales inyectaron sin pausa perturbaciones anchas y poco coherentes—el ruido de fondo tensorial—que convergieron rápidamente a un espectro casi de cuerpo negro. Cuando el universo se hizo transparente, los fotones llevaron esa placa hasta nosotros.

• Caldero espeso: acoplamiento fuerte y dispersión rápida
  Las interacciones fotón–materia cargada fueron tan frecuentes que mezclaron energía, dirección y fase: todo “trozo de energía” se absorbía, reemitía y reabsorbía.
• Ennegrecimiento: ajusta energía y “mezcla de color”
  El baño borra preferencias en frecuencia y empuja la radiación hacia un cuerpo negro, eliminando tintes y dejando una sola escala de temperatura.
• Orden de tiempos: t_ennegrecimiento ≪ t_macroscópico ≲ t_desacople
  El ennegrecimiento fue más veloz que la evolución macroscópica. Primero se fijó la base y luego cambió lentamente; por eso permaneció estable.
• Escala de temperatura
  La inyección total del ruido de fondo tensorial fijó la temperatura base. Al congelarse los microcanales que ajustaban la mezcla de color, la escala quedó bloqueada y descendió hasta 2,7 K.
• Después de la transparencia: la forma de cuerpo negro persiste
  Los efectos en la línea de visión desplazan el brillo sin preferencia cromática; preservan la forma de cuerpo negro y solo añaden estructura angular.
• Origen de la gran uniformidad
  El ennegrecimiento ocurrió en la era “más espesa”, cuando los intercambios rápidos borraron diferencias direccionales. El desacople fijó pequeños restos y el reprocesado posterior fue suave.

En síntesis: Ruido de fondo tensorial → ennegrecimiento rápido → base casi de cuerpo negro con una temperatura única, lo que explica la uniformidad y perfección espectral del CMB.

III. Cómo se grabó el motivo: compresión–rebote y ventana de coherencia (la “piel de tambor” acústica)

1. Respiración entre tracción y presión
   El fluido fotón–barión osciló entre gravedad y rebote de presión, generando ondas acústicas como las ondulaciones en una piel de tambor tocada con suavidad.
2. Ventana de coherencia y regla estándar
   Solo ciertas longitudes de onda resonaron con máxima fuerza. Dejaron un espaciamiento regular pico–valle en los espectros de temperatura y polarización: la regla acústica.
3. Instantánea en el desacople
   En el último choque quedaron fijadas fases y amplitudes: quién estaba en compresión o rarefacción, cuán grande era la oscilación y cuán cerrado el compás. El contraste impar/par registra “carga y velocidad”: la carga bariónica eleva los picos de compresión.
4. Cómo leer la figura

• Distancia entre picos: límite de propagación y regla geométrica.
• Impar/par: carga bariónica y eficiencia del rebote.
• Fase TE: control del compás acústico.

IV. “Lente y esmerilado” a lo largo del camino: deflexión del relieve, suavizado de bordes y fuga E→B (reprocesado en la trayectoria)

1. Gravedad tensorial estadística como vidrio grueso y ligeramente curvado

• Suavizado en pequeñas escalas: picos y valles se redondean y la potencia migra a escalas mayores.
• Fuga E→B: una fracción del modo E se tuerce en modo B durante el trayecto.
• Mapas concordantes: el modo B debe correlacionarse positivamente con mapas de convergencia/cizalla (κ/φ), más fuerte en escalas pequeñas; la reconstrucción de cuatro puntos y la cantidad de suavizado deben restringir el mismo relieve.

2. Ruido de fondo tensorial como esmerilado de banda ancha
   Un fondo tardío, débil y difuso no altera la forma de cuerpo negro, pero ablanda aún más los bordes y añade una fuga E→B mínima. Su intensidad debería correlacionar débilmente con zonas de estructura activa, sin “color” marcado.
3. Evolución de trayectoria: desplazamiento acromático
   Atravesar volúmenes cuyo relieve cambia lentamente enfría o calienta toda la línea de visión. La huella clave es un corrimiento del mismo signo en todas las frecuencias (acromático), separable de los primeros planos coloreados. Las transiciones tempranas y el ahondamiento o relajación tardíos contribuyen, con correlaciones positivas débiles respecto de trazadores de gran escala (φ, densidad galáctica).
4. Un “esmerilado fino” por la reionización
   Los electrones libres suavizan levemente la temperatura a pequeñas escalas y regeneran modo E a grandes ángulos. Debe presupuestarse su cuota junto con la gravedad tensorial estadística y el ruido de fondo tensorial.

Lista de diagnóstico:

• Mismo signo frío/caliente en varias bandas ⇒ evolución de trayectoria.
• Suavizado que co-varía con la gran estructura ⇒ domina la gravedad tensorial estadística.
• Ensanchamiento leve sin dispersión cromática ⇒ remanente de ruido de fondo tensorial.

V. Textura y direccionalidad a muy gran escala: fósiles de crestas y corredores

• Direcciones preferentes
  Si el relieve super-horizonte contiene crestas/corredores/valles, los multipolos más bajos muestran alineamientos (asimetría hemisférica, alineamientos de bajo ℓ). Son proyecciones geométricas, no anomalías caprichosas.
• Bloques fríos/cálidos
  Cruzar un relieve en evolución puede producir regiones enteras más frías o más calientes. Correlaciones cruzadas con el efecto Sachs–Wolfe integrado, mapas de lente y distancias deben mostrar ecos débiles del mismo signo.
• La forma de cuerpo negro no se rompe
  Estos efectos cambian brillo y orientación, no la mezcla espectral. La base de cuerpo negro se mantiene.

VI. Doble vía de la polarización: E como trama principal, B como torsión y fuga

1. Modo E (placa principal)
   La anisotropía en la piel de tambor durante el desacople se imprimió por dispersión como un patrón ordenado, en fase con la serie de temperatura. La correlación TE es su huella.
2. Modo B (mayormente generado en el camino)
   La deflexión por gravedad tensorial estadística tuerce una fracción de E en B; el ruido de fondo tensorial añade una fuga marginal.

• El modo B es débil y su correlación con convergencia/cizalla crece hacia escalas pequeñas.
• Un B fuerte en ángulos grandes señalaría ondas transversales tempranas tipo gravitacional, aunque no es necesario para explicar el B observado hoy.

VII. Guía operativa para leer las gráficas

• Regla: espaciamiento pico–valle ⇒ escala acústica y límite de propagación.
• Carga: impar/par ⇒ carga bariónica y eficiencia del rebote; fase/amplitud TE validan el compás.
• Suavizado: más redondeo en pequeñas escalas ⇒ relieve más “grueso” o ruido más fuerte; co-restringir con mapas φ y reconstrucción de cuatro puntos.
• Dirección: buscar eje preferente/asimetría; cotejar con lente débil/BAO/residuos de distancia.
• Acromático: desplazamiento del mismo signo entre bandas ⇒ evolución de trayectoria; si es coloreado ⇒ primeros planos (polvo, sincrotrón, libre–libre).
• Correlación B–κ: mayor en escalas pequeñas ⇒ domina la lente; tras “delensing”, el B residual acota el ruido de fondo tensorial y/o ondas transversales tempranas.

VIII. Frente al relato de manual: qué conservamos, qué añadimos (y cómo lo probamos)

1. Conservamos

• La fase acústica fuertemente acoplada, fijada en el desacople.
• Las ediciones tardías por lente y reionización.

2. Añadimos / diferimos

• Procedencia de la base: la casi negrura proviene del ennegrecimiento rápido del ruido de fondo tensorial, sin invocar componentes extra.
• Presupuesto del suavizado: la dulzura en pequeñas escalas resulta de “gravedad tensorial estadística + ruido de fondo tensorial”, no de una sola “fuerza de lente”.
• Asignación de “anomalías”: asimetría hemisférica, alineamientos de bajo ℓ y mancha fría son rasgos naturales del relieve tensorial y deben resonar en otros datos.

3. Compromisos verificables

• Un único mapa de relieve debe reducir los residuos tanto en lente CMB como en lente débil de galaxias.
• La correlación B–convergencia debe aumentar hacia escalas pequeñas.
• Los desplazamientos acromáticos deben moverse juntos entre bandas.
• La dirección de la mancha fría debe mostrar correlaciones débiles del mismo signo en ISW, distancia y convergencia.

IX. Sistemáticas: separar “relieve/trayectoria” de “primeros planos/instrumento”

• Acromático vs coloreado: acromático ⇒ evolución de trayectoria; coloreado ⇒ primeros planos (polvo, sincrotrón).
• Cruzado B–κ: correlación significativa ⇒ deflexión creíble por gravedad tensorial estadística; si falta, vigilar fugas instrumentales.
• Cierres multibanda: usar la curva de cuerpo negro para fijar la base; usar residuos espectrales (μ/y) para acotar inyecciones tardías del ruido de fondo tensorial.
• Reconstrucción a cuatro puntos / φ: coherencia entre el suavizado TT/TE/EE y la reconstrucción implica que un mismo relieve gobierna fase, amplitud y no gaussianidad.

X. Validación y perspectivas (pruebas falsables y refuerzos)

• P1 | Mapa compartido: ajustar el suavizado del CMB y la lente débil galáctica con el mismo mapa φ/κ; la convergencia de residuos avala a la gravedad tensorial estadística como lente dominante.
• P2 | B residual tras “delensing”: una pendiente ancha y poco coherente apoya una cuota finita del ruido de fondo tensorial; una joroba a gran ángulo apuntaría a ondas transversales tempranas.
• P3 | Cruce ISW acromático: corrimientos del mismo signo entre CMB y LSS/φ refuerzan la explicación por evolución de trayectoria.
• P4 | Ecos de la mancha fría: respuestas débiles y concordantes en ISW, distancias y convergencia confirman un relicto del relieve y no ruido al azar.
• P5 | Cotas μ/y: límites espectrales más estrictos implican inyección tardía más débil del ruido de fondo tensorial; lo contrario cuantifica su fracción.

XI. Una metáfora útil: piel de tambor y vidrio esmerilado

1. Fase “piel de tambor”: una membrana tensa (tensión alta) salpicada de microgotas (perturbaciones inyectadas por partículas inestables). Tensión y carga interactúan y generan un compás compresión–rebote.
2. Fotograma fijo: el desacople fotografía el estado en ese instante.
3. Vista a través del vidrio: después miramos la placa mediante un vidrio ligeramente ondulado (gravedad tensorial estadística) y suavemente esmerilado (ruido de fondo tensorial residual):

• las ondulaciones redondean los motivos;
• el esmerilado suaviza los bordes;
• una deformación lenta enfría o calienta zonas sin cambiar el color.
  Eso, en esencia, es el CMB actual.

Cuatro líneas para recordar

• Base desde el ruido: el ruido de fondo tensorial se ennegreció con rapidez en un baño espeso, fijando una base casi de cuerpo negro y una temperatura única.
• Motivo desde el compás: la fase fuertemente acoplada grabó batidas acústicas coherentes (picos–valles y modo E).
• Cirugía suave en ruta: la gravedad tensorial estadística redondea y fuga E→B; el ruido de fondo tensorial suaviza; la evolución de trayectoria deja desplazamientos acromáticos.
• Las grandes escalas no son “malos datos”: la asimetría hemisférica, los alineamientos de bajo ℓ y la mancha fría son reliquias del relieve tensorial que deben resonar en varios observables.

Conclusión
Con la imagen unificada de “placa ennegrecida por ruido + sombra de un relieve tensionado + retoques suaves en la ruta”, conservamos la esencia de los picos acústicos del manual y damos a los suavizados, a los modos B, a la direccionalidad y a las supuestas anomalías un origen físico verificable. Seguir la lectura en siete pasos—regla, carga, suavizado, dirección, desplazamiento acromático, correlación B–κ y B residual tras “delensing”—permite tejer una sola y coherente cartografía tensorial del universo.