Sachverhalt:
A. Das Obergericht des Kantons Luzern bestätigte als Appellationsinstanz am 20. November 2008 ein Urteil des Kriminalgerichts des Kantons Luzern. Es fand X._ der Vergewaltigung gemäss Art. 190 Abs. 1 StGB schuldig und bestrafte ihn mit 2 Jahren Freiheitsstrafe, bedingt vollziehbar bei einer Probezeit von zwei Jahren.
B. X._ erhebt Beschwerde in Strafsachen und beantragt, das obergerichtliche Urteil aufzuheben, ihn vom Vorwurf der Vergewaltigung freizusprechen, eventuell die Sache zur Neubeurteilung an das Obergericht zurückzuweisen und ihm die unentgeltliche Rechtspflege zu gewähren.
Erwägungen:
1. Der Beschwerdeführer macht geltend, die Vorinstanz gehe von dem erstinstanzlichen Sachverhalt aus, ohne auf seine Kritik an diesem Urteil einzugehen. Schon deswegen sei das angefochtene Urteil aufzuheben. Ferner aber sei das Urteil auch wegen willkürlicher Beweiswürdigung und Verletzung der Unschuldsvermutung sowie des Grundsatzes in dubio pro reo aufzuheben.
2. Das rechtliche Gehör gemäss Art. 29 Abs. 2 BV verlangt, dass die Behörde die Vorbringen auch tatsächlich hört, prüft und in der Entscheidfindung berücksichtigt. Daraus folgt ihre Pflicht, den Entscheid zu begründen. Dabei muss sie sich aber nicht mit jedem Parteistandpunkt auseinander setzen und jedes Vorbringen ausdrücklich widerlegen. Vielmehr kann sie sich auf die für den Entscheid wesentlichen Gründe beschränken. Sie muss wenigstens kurz die Überlegungen nennen, von denen sie sich leiten liess und auf die sie ihren Entscheid stützt (BGE 134 I 83 E. 4.1).
Gemäss Art. 32 Abs. 1 BV gilt jede Person bis zur rechtskräftigen Verurteilung als unschuldig. In dieser Verfassungsbestimmung ist auch der Grundsatz in dubio pro reo als Beweislastregel begründet. Es ist Sache der Anklagebehörde, die Schuld des Angeklagten zu beweisen, und nicht dieser hat seine Unschuld nachzuweisen (BGE 127 I 38 E. 2a). In seinem Aspekt als Beweiswürdigungsregel besagt der Grundsatz, dass sich das Gericht nicht von der Existenz eines für den Angeklagten ungünstigen Sachverhalts überzeugt erklären darf, wenn bei objektiver Betrachtung erhebliche und nicht zu unterdrückende Zweifel bestehen, ob sich der Sachverhalt so verwirklicht hat. Dies prüft das Bundesgericht auf Willkür (Art. 9 BV), d.h. es greift nur ein, wenn die Vorinstanz den Beschuldigten verurteilte, obwohl bei objektiver Würdigung des Beweisergebnisses offensichtlich erhebliche bzw. schlechterdings nicht zu unterdrückende Zweifel an dessen Schuld fortbestanden (BGE 127 I 38 E. 2a; 120 Ia 31). Willkür setzt voraus, dass der Entscheid schlechterdings unhaltbar ist, d.h. mit der tatsächlichen Situation in klarem Widerspruch steht, auf einem offenkundigen Versehen beruht oder sich sachlich in keiner Weise rechtfertigen lässt (BGE 133 III 589 E. 4.1; 131 I 217 E. 2.1, 467 E. 3.1).
3. Im Zeitpunkt der vorgeworfenen Handlung stand die Eheschliessung der Geschädigten mit einem Dritten in Vorbereitung. Sie begab sich in die Wohnung des Beschwerdeführers, mit dem sie früher eine Beziehung hatte, um persönliche Gegenstände abzuholen. Dabei wurde sie nach ihren Aussagen vom Beschwerdeführer vergewaltigt, während dieser angab, der Geschlechtsverkehr sei einvernehmlich erfolgt.
Die Vorinstanz stellt auf die Aussagen der Geschädigten ab. Entscheidend sind somit ihre Aussagen (vgl. insbesondere die untersuchungsrichterliche Einvernahme vom 24. Januar 2007; act. E II, S. 3). Damit liegen eindeutige Beweismittel vor. Die Vorinstanz verweist zwar auf den erstinstanzlich festgestellten Sachverhalt, nimmt aber die wesentlichen Tatsachen aus den Akten in ihr Urteil auf oder verweist auf sie. Sie stimmt auch weiteren erstinstanzlichen Erwägungen zu, wobei sie erneut die wesentlichen Gesichtspunkte in ihrem Urteil begründet.
Eine Verletzung der geltend gemachten verfassungsmässigen Rechte ist nicht ersichtlich. Die Vorbringen des Beschwerdeführers erweisen sich als unbehelfliche appellatorische Kritik. So ist es entgegen der Beschwerde nicht völlig lebensfremd, dass die Geschädigte Angst vor den Konsequenzen der Drohungen des Beschwerdeführers hatte, sie bei den Ausländerbehörden anzuzeigen oder ihren Kindern in Brasilien mitzuteilen, sie sei eine Prostituierte. Sie erklärte dazu vor der Untersuchungsrichterin, in "dem Moment" habe sie gedacht, "dass er das ernsthaft meint" (act. E II, S. 4 f.). Die diesbezüglichen vorinstanzlichen Erwägungen sind nicht zu beanstanden (angefochtenes Urteil S. 11 f.). Entscheidend ist, dass die Geschädigte dem Beschwerdeführer "vor und nach den Androhungen" erklärte, dass sie mit ihm nicht schlafen wolle (E II, S. 5). Erst unter dem Eindruck dieser Drohungen sagte sie ihm "ok, dann tu es" (E II, S. 6). Damit missachtete er das sexuelle Selbstbestimmungsrecht der Geschädigten (angefochtenes Urteil S. 13). Anhaltspunkte für eine Falschaussage sind nicht ersichtlich. Motiv für die Anzeige war im Übrigen, dass der Beschwerdeführer sie nicht in Ruhe lassen wollte (E II, S. 2, 6).
Somit sind es entgegen den Vorbringen des Beschwerdeführers nicht "im Wesentlichen fünf Argumente, die die Vorinstanz vom Kriminalgericht übernommen hat und zu Gunsten des angeblichen Opfers vorbringt" (Beschwerde S. 5), und mit denen sich der Beschwerdeführer in der Beschwerde auseinander setzt, die zur Verurteilung geführt haben. Vielmehr urteilt die Vorinstanz in der Sache selbst, wobei für den Schuldspruch die klaren Aussagen der Geschädigten entscheidend sind. Daran ändern die vorinstanzlichen Hinweise auf das erstinstanzliche Urteil nichts. Auf die appellatorische Kritik des Beschwerdeführers ist nicht weiter einzutreten (BGE 133 II 396 E. 3.1).
4. Die Beschwerde ist abzuweisen, soweit darauf einzutreten ist. Der unterliegende Beschwerdeführer hat die Kosten zu tragen (Art. 66 Abs. 1 BGG). Das Gesuch um unentgeltliche Rechtspflege ist wegen Aussichtslosigkeit der Rechtsbegehren abzuweisen (Art. 64 Abs. 1 und 2 BGG). Seinen finanziellen Verhältnissen (angefochtenes Urteil S. 13) kann mit herabgesetzten Gerichtskosten Rechnung getragen werden (Art. 65 Abs. 2 BGG).
Demnach erkennt das Bundesgericht:
1. Die Beschwerde wird abgewiesen, soweit darauf einzutreten ist.
2. Das Gesuch um unentgeltliche Rechtspflege wird abgewiesen.
3. Die Gerichtskosten von Fr. 800.-- werden dem Beschwerdeführer auferlegt.
4. Dieses Urteil wird den Parteien und dem Obergericht des Kantons Luzern, II. Kammer, schriftlich mitgeteilt.
Lausanne, 2. Juli 2009
Im Namen der Strafrechtlichen Abteilung
des Schweizerischen Bundesgerichts
Der Präsident: Der Gerichtsschreiber:
Favre Briw