miniaturadeimagen|300px|Representación de la expansión del universo a lo largo del tiempo. Las observaciones cosmológicas recientes demostraron que esta expansión no es constante, sino acelerada, lo que implica un parámetro de desaceleración negativo.
El parámetro de desaceleración (denotado comúnmente como ) es una cantidad adimensional utilizada en cosmología física para medir la tasa a la que la expansión del universo se está frenando o acelerando con el tiempo.Peacock, J. A. (1999). Cosmological Physics. Cambridge University Press. ISBN 978-0-521-41072-4.
Fue definido originalmente bajo la suposición de que la gravedad de la materia en el universo frenaría la expansión cósmica, por lo que se esperaba que su valor fuera positivo. Sin embargo, las observaciones de supernovas tipo Ia a finales de la década de 1990 (como las del Proyecto Calán Tololo y el High-Z Supernova Search Team) demostraron que el valor actual de q es negativo, lo que constituye la evidencia directa de la aceleración de la expansión del universo.Hamuy, M., et al. (1996). "The Calán/Tololo Supernova Search". The Astronomical Journal.
Definición matemática miniaturadeimagen|300px|Modelos de universos de Friedmann. La curvatura y el destino del universo dependen de los parámetros de densidad (materia Ω_m y energía oscura Ω_Λ), los cuales determinan directamente el valor del parámetro de desaceleración q.
El parámetro de desaceleración se define en términos del factor de escala del universo, , y sus derivadas respecto al tiempo cósmico :
donde: es la primera derivada del factor de escala (relacionada con la constante de Hubble, ). es la segunda derivada del factor de escala, que indica la aceleración o desaceleración de la expansión.
El signo negativo en la definición es una convención histórica: un valor indica que la expansión se está frenando (desaceleración), mientras que indica que la expansión se está acelerando.
Relación con los componentes del universo
En el marco del modelo cosmológico estándar (Modelo Lambda-CDM), el parámetro de desaceleración puede expresarse en función de los parámetros de densidad de los diferentes componentes del universo (materia , radiación y energía oscura ):
donde es el parámetro de la ecuación de estado de cada componente (por ejemplo, para materia no relativista, para radiación y para la constante cosmológica).
Historia y medición miniaturadeimagen|300px|Documento histórico del Proyecto Calán/Tololo (1993), donde se detallan las curvas de luz de las supernovas que permitieron acotar el valor del parámetro de desaceleración.
Durante la mayor parte del siglo XX, los cosmólogos asumieron que debía ser positivo, ya que se pensaba que la atracción gravitatoria de la materia dominaría la dinámica cósmica. De hecho, el astrónomo Allan Sandage lo describió como uno de los "dos números" fundamentales que la cosmología observacional debía determinar (junto con la constante de Hubble).Sandage, A. (1970). "The main sequence and the age of the universe". Proceedings of the National Academy of Sciences.
Sin embargo, en 1998, dos equipos independientes (el Supernova Cosmology Project y el High-Z Supernova Search Team, este último con datos fundamentales proporcionados por el Proyecto Calán Tololo) anunciaron que las supernovas tipo Ia distantes eran más débiles de lo esperado. Esto implicaba un valor negativo para el parámetro de desaceleración (), revelando que la expansión del universo se está acelerando, un descubrimiento que fue galardonado con el Premio Nobel de Física en 2011.The Nobel Prize in Physics 2011. "Scientific Background on the Nobel Prize in Physics 2011: The accelerating universe". Royal Swedish Academy of Sciences.
Véase también Constante de Hubble Ecuaciones de Friedmann Energía oscura Proyecto Calán Tololo
Referencias
Categoría:Cosmología física