El Universo se expande por acción de la Energía Oscura


La expansión acelerada del universo 
causada por la energía oscura


(nota completa en ConexionCausal)
 
En 1998 dos grupos de astrónomos, elSupernova Cosmology Project liderado por Saul Perlmutter y el High-z Supernova Search liderado por Brian Schmidt , anunciaron sus mediciones del parámetro de desaceleración usando SNIa: el resultado fue un valor negativo! En otras palabras el universo no frena su expansión (como se esperaría debido a la gravedad) sino que se expande a una tasa acelerada, es decir, cada vez más rápido. Esto significa que algo está empujando todo hacia afuera cada vez más. Ese algo misterioso permanece como una energía desconocida hasta el día de hoy y dado su misterio se le ha dado el nombre de energía oscura. Esta energía oscura no sólo es misteriosa porque no sabemos qué es sino que además constituye el 70% de nuestro universo. El descubrimiento de estos dos grupos constituye uno de los remezones más importantes de la física de las últimas décadas ya que nos dice que el universo está compuesto en un 70% por algo que desconocemos.
Este año, esos investigadores, fueron galardonados con el Premio Nobel de Física 2011: expansión acelerada del universo
El Comité Nobel ha anunciado los
galardonados con el Premio Nobel de Física de este año. Los ganadores son Saul Perlmutter, Brian P. Schmidt, y Adam G. Riess  “por el descubrimiento de la expansión acelerada del universo a través de la observación de supernovas distantes”. Perlmutter trabaja en University of California Berkeley, Schmidt en la National Australian University, y Riess en Johns Hopkins University.
Supernovas Ia
Se conoce como supernova a la explosión que le ocurre a una estrella cuando su combustible nuclear se acaba. Para ser más precisos esto es lo que se llama una supernova tipo II. Existe sin embargo otro tipo de supernova llamado de tipo I, en el que una estrella pequeña pero muy densa llamada enana blanca (que es una estrella moribunda porque las reacciones nucleares casi han cesado, este es el futuro de estrellas poco masivas como nuestro Sol) orbita cerca de otra estrella. Debido a su alta densidad, la enana blanca puede robar material de su compañera acumulándolo en la superficie. En teoría, la enana blanca puede robar material hasta cierto límite (llamado límite de Chandrasekhar) más allá del cual la pequeña estrella no puede soportar su propio peso por lo que colapsaría. Antes de que esto ocurra, el aumento de la presión y densidad hacen que su temperatura aumente lo que enciende las reacciones nucleares nuevamente. Este proceso rompe la estrella haciéndola estallar como una supernova tipo I. Estas estrellas pueden mostrar señales de ausencia de ciertos elementos químicos, cuando el elemento faltante es hidrógeno se llama supernova tipo Ia (SNIa).Dado que todas las SNIa ocurren por este mecanismo, todas emiten su luz de la misma manera. Esto es una excelente noticia para los astrónomos ya que las estrellas son un zoológico que vienen en muchos tipos, el tener un tipo especial de estrella que brilla de la misma manera la convierte en una excelente herramienta para medir distancias. Esto es porque si sabemos cómo brilla se puede medir cómo se observa desde la Tierra, como la intensidad disminuye con la distancia mientras menos intensa se observe una SNIa más lejos se encuentra de nosotros. Los astrónomos entonces pueden usar las SNIa como medidores de distancia. Y no cualquier distancia, dado que las supernovas son muy brillantes pueden usarse para medir distancias a escalas cosmológicas.
Existe sin embargo un pequeño problema: no sabemos dónde ni cuándo aparecerá una SNIa en el cielo, por lo tanto los astrónomos no saben exactamente dónde observar! Una técnica desarrollada hace décadas consiste en obervar una zona determinada del cielo, luego  de unas semanas observar la misma zona, y luego comparar. De esta manera se pueden encontrar nuevos objetos en el cielo.
La expansión del universo
La teoría del big bang nos dice que el universo comenzó con una gran explosión hace casi 14.000 millones de años y ha estado expandiéndose desde entonces. Dado que el universo contiene materia (gas, polvo, planetas) y toda la materia se atrae debido a la gravedad se espera que esta expansión vaya a un ritmo más lento cada vez, es decir, se espera que la expansión se desacelere. La determinación de cuánto se desacelera la expansión es una información muy importante en cosmología ya que nos permitiría conocer detalles acerca del posible futuro del universo. Aquí es cuando las SNIa adquieren un rol protagónico ya que el llamado parámetro de desaceleración puede ser determinado midiendo distancias cosmológicas.