Descripción
Utilizando el telescopio más grande de la época, en 1925, Edwin Hubble identificó estrellas individuales en objetos nebulosos de apariencia difusa cuya naturaleza aún era desconocida. Descubrió que algunas de estas estrellas presentaban variaciones regulares de sus luminosidades. La característica relación período-luminosidad de estas variables Cefeidas, descubierta por Henrietta Leavitt en 1912, permitió a Hubble determinar distancias a las nebulosas, demostrando que éstas se encuentran más allá de los confines de la Vía Láctea y que se trataba de galaxias en sí mismas. Utilizando las velocidades de las galaxias, medidas previamente por Vesto Slipher, Hubble descubrió en 1929 que las galaxias se alejan de la Vía Láctea y las más distantes lo hacen más rápido. Esta proporcionalidad entre velocidad de expansión y distancia, denominada "ley de Hubble", constituyó la primera evidencia que el Universo está en expansión.
En las décadas siguientes de aquel revolucionario descubrimiento la comuniidad astronómica dedicó importantes esfuerzos para medir el parámetro de desaceleración, medida que prometía determinar la geometría y el destino del Universo.
Hasta fines de la década de 1980, la medición de la desaceleración aún no era factible, debido a la ausencia de un indicador de distancia luminoso, preciso y confiable que pudiera aplicarse a galaxias distantes (las luminosidades de las estrellas Cefeidas sólo permiten medir distancias a galaxias muy cercanas).
Ante dicha situación, en el año 1989, los astrónomos Mario Hamuy, Mark Phillips y Nicholas Suntzeff del Observatorio Inter-Americano de Cerro Tololo, iniciaron una investigación científica, junto a José Maza, astrónomo del observatorio de Cerro Calán de la Universidad de Chile, con el objetivo de descubrir supernovas supernovas australes y estudiar su utilidad como indicadores de distancia.
El proyecto se denominó «Calán-Tololo» (C&T), esfuerzo científico que contó con la participación de otros miembros de Cerro Tololo, Robert Schommer, Chris Smith y Lisa Wells, y del Departamento de Astronomía de la Universidad de Chile, Roberto Antezana, Luis González, Paulina Lira y Marina Wischnjewsky, además de los asistentes de investigación Roberto Avilés, César Muena y Geraldo Valladares. El resultado de este esfuerzo, luego de cuatro años (1990-1993), fue el descubrimiento de 50 supernovas, en el rango de redshift z=0,01-0,1.
Posteriormente, C&T logró un resultado clave: las supernovas tipo Ia —basadas en la explosión de enanas blancas— no son «patrones lumínicos perfectos» —perfect standard candles , en inglés—, no obstante tener una dispersión intrínseca de aproximadamente 0,3-0,6 mag. Inicialmente esto fue un revés para el proyecto, ya que la medición de distancias requiere de objetos de luminosidad uniforme. Luego de ello, y tras el estudio inicial realizado por Mark Phillips en el año 1993, sobre la base de nueve supernovas cercanas (descubiertas por otros proyectos), el estudio C&T demostró que la luminosidad máxima de las supernovas Ia está altamente correlacionada con la tasa de disminución de la luz de la supernova desde su máximo.
C&T demostró entonces que, basado en la evolución fotométrica de las primeras tres semanas de la explosión de una supernova Ia, es posible corregir el diferencial de luminosidad intrínseca de estos objetos con una precisión de 0,15 mag, y por tanto usarlos como indicadores de distancia de alta precisión (con un margen de error de sólo 7%).
El principal resultado del proyecto C&T fue proveer una regla de medir distancias cósmicas con una precisión que ningún otro método había logrado alcanzar. Esta técnica permitió extender la ley de Hubble a galaxias 30 veces más lejanas que aquellas estudiadas por Hubble en 1929, lo cual permitió al equipo científico determinar un valor de H0 = 63 ± 4 km s-1 Mpc-1 para la constante de Hubble (la tasa de expansión actual del Universo). Hacia 1994, el proyecto C&T había dejado establecidas las bases esenciales para poder hacer cosmología de precisión, poner a prueba los modelos cosmológicos de Friedmann y Lemaître y medir finalmente el elusivo parámetro de desaceleración q0. No obstante, aún faltaba una muestra de supernovas lejanas para extender el diagrama de Hubble (la representación gráfica de la ley de Hubble) a distancias cosmológicas.
Posteriormente, dos grupos de astrónomos internacionales, el High-z Supernova Team y el Supernova Cosmology Project, aplicaron dicho método a las supernovas tipo Ia distantes y compararon sus distancias con aquellas obtenidas por el proyecto C&T. En 1998, ambos grupos —de forma independiente—informaron de un hallazgo que cambiaría la forma de entender el Universo: al contrario de lo esperado, el Universo está —en este momento—acelerándose (Riess et al. 1998, Perlmutter et al. 1999). Incluso más, estas observaciones implican que esta aceleración se debe a una energía del vacío que permea el espacio y que actúa como una fuerza repulsiva a gran escala. Esto luego sería bautizado como Energía Oscura, la cual constituye un 70% de toda la energía del Universo.
