8.8 La cosmología «estándar» ΛCDM

Inicio ／ Capítulo 8: Teorías de paradigma cuestionadas por la Teoría de los Hilos de Energía

Ayudar a entender por qué la cosmología de materia oscura fría con constante cosmológica (ΛCDM) ha sido considerada el marco estándar; qué dificultades encuentra en distintos conjuntos de observaciones y en la física subyacente; y cómo la Teoría de Hilos de Energía (EFT) puede reemplazar el “trío” de partícula oscura + constante cosmológica + expansión métrica mediante un lenguaje unificado de mar de energía (Energy Sea) y relieve de tensión, además de proponer pistas comprobables entre sondas.

I. Qué afirma el paradigma vigente

1. Tesis centrales

• Se adopta el principio cosmológico fuerte y la geometría de fondo de la relatividad general.
• La composición asume que la materia oscura fría guía el crecimiento de estructura, la materia bariónica ilumina los astros y la constante cosmológica impulsa la aceleración tardía.
• La relación corrimiento al rojo—distancia y la evolución cósmica están controladas por el factor de escala (expansión métrica).
• Un conjunto pequeño de parámetros globales permite ajustar de forma conjunta los picos acústicos de la radiación de fondo de microondas (CMB), supernovas, BAO, lente débil y estructura a gran escala.

2. Por qué resulta atractivo

• Pocos parámetros y alto acoplamiento: un conjunto mínimo atraviesa múltiples datos.
• Robustez “ingenieril”: existen cadenas numéricas y flujos de análisis maduros.
• Alta transmisibilidad: la narrativa es clara y su enseñanza/divulgación es directa.

3. Cómo debe entenderse
   Se trata de un marco fenomenológico de primer orden: ni la constante cosmológica ni la partícula de materia oscura han sido verificadas de manera directa a nivel microscópico; cuando se empuja hacia mayor precisión y ancho de banda observacional, suelen invocarse retroalimentaciones, sistemáticos o grados de libertad adicionales para mantener la coherencia entre sondas.

II. Dificultades y controversias en las observaciones

1. “Tensiones” cercano–lejano y divergencias distancia–crecimiento

• Diferentes rutas de calibración de distancia arrojan pendientes globales con discrepancias sistemáticas.
• El “aspecto de fondo” ajustado por sondas de distancia y la amplitud/ritmo de crecimiento (lente débil, cúmulos, distorsiones en espacio de corrimientos al rojo) presentan tensiones leves recurrentes.

2. Crisis de pequeña escala y “demasiado pronto, demasiado masivo”

• El número de satélites, la forma núcleo–halo de la densidad y la existencia de enanas muy compactas requieren retroalimentaciones intensas y sintonía de parámetros.
• La aparición temprana de galaxias masivas y maduras tensiona las explicaciones de eficiencia.

3. Anomalías angulares del CMB y calibración de “fuerza de lente”

• Existen preferencia direccional en multipolos bajos, leve asimetría hemisférica y la mancha fría.
• La “fuerza de lente” inferida del CMB y la de lente débil/crecimiento no siempre encajan a la perfección.

4. Materialidad y naturalidad

• El origen microscópico de la constante cosmológica es difícil de explicar de forma natural (salto de energía de vacío, problema de coincidencia).
• La partícula de materia oscura no ha sido confirmada en laboratorio ni por detección directa.

Conclusión breve
El marco estándar es extraordinariamente exitoso en primer orden, pero al introducir dependencias direccionales/ambientales, sondas de crecimiento y dinámica de pequeña escala, aflora la necesidad de “múltiples parches” para sostener la consistencia entre sondas.

III. Reformulación desde EFT y qué cambios notará el lector

La frase en una línea
EFT sustituye el trío “constante cosmológica + partícula oscura + expansión métrica” por una única carta de relieve de tensión del mar de energía (Energy Sea):

• El corrimiento al rojo proviene de dos efectos de tensión: corrimiento por potencial de tensión (diferencia de referencia entre fuente y observador) y corrimiento por trayectoria en evolución (una deriva neta sin dispersión al cruzar un relieve de tensión que está cambiando).
• El empuje adicional procede de la gravedad estadística de tensión (STG), no de un andamiaje de partículas oscuras.
• La “aceleración tardía” es la doble manifestación —en el libro de distancias y en el de movimientos— de la lenta evolución del fondo de tensión (véase la sección 8.5).
• La coordinación y siembra tempranas surgen de la relajación de alta tensión y la congelación selectiva del ruido tensorial local (TBN) (véanse las secciones 8.3 y 8.6).

Metáfora intuitiva
El universo es un mar que se distiende lentamente:

• La distensión alisa y provoca un ligero desplazamiento global (las dos clases de corrimiento por tensión).
• El relieve de tensión organiza la convergencia y divergencia de la materia, ofreciendo líneas guía invisibles para el crecimiento (la gravedad estadística de tensión).
• La misma carta de relieve es leída por diversas observaciones desde ángulos distintos.

Tres claves de la reformulación

1. Menos entidades, una misma carta

• No se introduce “materia constante” ni partícula de materia oscura.
• Una sola carta de potencial de tensión explica distancias, lente, curvas de rotación y detalles del crecimiento estructural.

2. Desatar distancia y crecimiento

• Las apariencias en distancia están regidas por la acumulación temporal de los dos corrimientos por tensión.
• Las apariencias en crecimiento están regidas por la gravedad estadística de tensión.
  → Se admite una pequeña divergencia predecible entre ambas, aliviando tensiones existentes.

3. Imagen por residuo, no más parches

• Los pequeños desvíos coherentes con la dirección y el entorno dejan de ir al “cajón de errores” y pasan a integrarse como píxeles del relieve de tensión en una misma carta.
• Si cada conjunto de datos exige su propia “carta parcheada”, entonces no se apoya la reformulación unificada de EFT.

Pistas comprobables (ejemplos)

• Restricción sin dispersión: los desplazamientos en corrimiento al rojo se mueven de forma conjunta en óptico, infrarrojo cercano y radio; si hubiera deriva cromática notable, no apoyaría el corrimiento por trayectoria en evolución.
• Alineación direccional: los residuos de Hubble de supernovas, las microdiferencias de la regla BAO, la convergencia a gran escala de lente débil y los multipolos bajos del CMB muestran sesgos leves en una misma dirección preferente.
• Una carta, múltiples usos: con una sola carta de potencial de tensión se reducen simultáneamente (i) los residuos de lente del CMB y de lente débil; (ii) el tirón del disco externo en curvas de rotación y la amplitud de lente débil; (iii) los retrasos temporales en imágenes múltiples de lente fuerte y los residuos de corrimiento al rojo de forma coordinada.
• Seguimiento del entorno: líneas de visión que cruzan superestructuras más ricas muestran residuos ligeramente mayores en distancia y lente; la comparación hemisferio–hemisferio presenta diferencias a nivel sub-porcentual y coherentes con la orientación de la carta.
• Éxito temprano: la tasa de aparición de galaxias densas a alto corrimiento al rojo coincide con la amplitud y el cronograma inferidos para la relajación de alta tensión.

Qué notará el lector de forma directa

• Nivel de ideas: se pasa del trío “partícula oscura + constante cosmológica + estiramiento del espacio” a “una carta de potencial de tensión + dos corrimientos por tensión + gravedad estadística de tensión”.
• Nivel metodológico: en lugar de aplanar residuos, se construye el relieve de tensión a partir de los residuos y se contrasta el uso múltiple de una sola carta.
• Nivel de expectativas: se pone el foco en patrones pequeños coherentes en dirección y entorno y en la característica sin dispersión, no solo en forzar todos los datos con parámetros globales.

Aclaraciones breves sobre malentendidos comunes

• ¿EFT niega el éxito de la cosmología estándar? No. Conserva sus principales apariencias y su buen encaje con los datos, pero reformula las causas con menos supuestos ontológicos.
• ¿Equivale a “gravedad modificada” o a MOND? No. El empuje adicional proviene de la gravedad estadística de tensión, y la prueba nuclear es la coherencia multisonda con una carta común.
• ¿Sin expansión métrica aún se recupera una ley de Hubble aproximada? Sí. Las dos clases de corrimiento por tensión se suman casi linealmente a bajo corrimiento al rojo y recuperan la relación conocida.
• ¿Sin partícula oscura no se forma la gran estructura? El andamiaje lo proporcionan el relieve de tensión y la gravedad estadística de tensión, que organizan el crecimiento y explican las escalas de curvas de rotación y lentes.

Resumen de la sección
La cosmología estándar, con pocos parámetros y alto poder de ajuste, sigue siendo el marco de orden cero más exitoso. Sin embargo, cuando se colocan juntos los residuos con dependencia direccional/ambiental, las sondas de crecimiento y la dinámica de pequeña escala, exige más y más parches. EFT propone una ontología más parca y una misma carta de potencial de tensión para reformular:

• Las apariencias en distancia por corrimiento por potencial de tensión + corrimiento por trayectoria en evolución.
• El empuje adicional por gravedad estadística de tensión.
• La coherencia entre CMB, lente, curvas de rotación y crecimiento estructural con una carta de uso múltiple.

Así, la “cosmología estándar” deja de ser la única explicación y pasa a ser una organización de apariencias susceptible de una reformulación unificada, donde su “necesidad” se diluye de manera natural.