Nobel de Física para el descubrimiento de la expansión acelerada del Universo

El Premio Nobel de Física 2011, ha recaído en tres astrofísicos estadounidenses que descubrieron, mediante la observación de supernovas de tipo Ia, que el Universo se expande de forma acelerada.

La mitad del premio ha sido para Saul Perlmutter (Supernova Cosmology Project, LBNL y Universidad de California, en Berkeley), nacido en 1959, y la otra mitad a partes iguales para Brian P. Schmidt (High-z Supernova Search Team, Universidad Nacional de Australia), nacido en 1967, y Adam G. Riess (High-z Supernova Search Team, Universidad de Johns Hopkins), nacido en 1969.

Saul Permutter, Adam Riess y Brian P. Schmidt. | AP / Efe

La investigación llevada a cabo por los dos equipos desde finales de los años 80 y principios de los 90 del pasado siglo, llegaron a la conclusión (de manera independiente) en 1998 de que el Universo se expande, pero de una manera acelerada.
Este hecho es de una gran relevancia cosmológica, ya que estaba claro que el Universo se expandía tras el Big Bang, pero no de esa manera acelerada. Hasta este fascinante decubrimiento, lo que se andaba buscando eran mediciones de calidad, para ver como descendía la velocidad de expansión con el tiempo y así poder discernir si el Universo se expandiría por siempre (no habría suficiente materia para frenarlo) o si por el contrario sería cerrado y se invertiría el movimiento para colapsar de nuevo en un Big Crunch. En todo éste proceso, se suponía que solo la gravedad estaba actuando, y que por tanto, habría que discernir si la cantidad de materia del Universo sería suficiente para frenar la expansión o no.
Para poder establecer bien esas velocidades de expansión, los investigadores estudiaron unas 50 explosiones de supernovas de tipo Ia.

Supernova 1994D en la galaxia NGC 4526. [Imagen: Hubble]

Estas supernovas estan producidas en sistemas estelares dobles, donde una de las dos estrellas es una enana blanca que va "robando" materia de su estrella compañera, hasta alcanzar una masa crítica que le hace estallar como supernova. Su característica principal es que emiten siempre la misma luminosidad.

Por tanto, si podemos ver supernovas de este tipo en diferentes galaxias, midiendo la magnitud aparente y como la magnitud absoluta es conocida (recordemos que siempre tienen la misma luminosidad), podemos obtener la distancia a la que se encuentran dichas galaxias.  A continuación, estudiando el corrimiento al rojo del espectro, podemos calcular la velocidad de recesión de esa galaxia. Y ya tenemos los dos datos importantes: distancia y velocidad de expansión:

Calibración proyecto Calán/Tololo. 1996.

Eje x: corrimiento al rojo. Eje y: magnitud aparente.

Restricciones a los modelos cosmológicos.

Al hacer los cálculos fue cuando se descubrió la sorpresa. ¡El Universo se está expandiendo de manera acelerada! La conclusión era que, además de la gravedad, debía estar actuando otra fuerza desconocida, de manera "repulsiva" entre las galaxias (todos pensaron en Einstein y su constante cosmológica...). Fue bautizada como energía oscura.

Nadie sabe lo que es, solo se sabe que ese algo está acelerando la expansión cósmica y a ese algo se le ha bautizado como energía oscura. Gran número de estudios cosmológicos han verificado la hipótesis de la energía oscura, que parece una hipótesis robusta, aunque nadie sepa realmente qué es.