Η Σουηδική Ακαδημία Επιστημών απένειμε το Νόμπελ Φυσικής για το 2011 σε τρεις αστρονόμους, τους Saul Perlmutter, Brian Schmidt και Adam Riess για τη συνεισφορά τους στη κοσμολογία με την ανακάλυψη της επιταχυνόμενης διαστολής του Σύμπαντος.
Στις αρχές τις δεκαετίας του '90 οι Perlmutter και Schmidt ήταν επικεφαλείς δύο ανεξάρτητων ερευνητικών ομάδων που προσπαθούσαν να προσδιορίζουν την γεωμετρία και την ταχύτητα διαστολής του Σύμπαντος με τη βοήθεια μια συγκεκριμένης κατηγορίας υπερκαινοφανών αστέρων, τους επονομαζόμενους τύπου Ia. Ο Riess αν και απλό μέλος της ομάδας του Schmidt θα έπαιζε καθοριστικό ρόλο στην ανάλυση και ερμηνεία των παρατηρήσεων.
Οι υπερκαινοφανείς είναι αστέρια που τερματίζουν τη ζωή τους εκρηκτικά, εκπέμποντας ταυτόχρονα τεράστια ποσά ενεργείας, αντίστοιχα με αυτά που ακτινοβολεί ένας ολόκληρος γαλαξίας. Αυτό που κάνει τους υπερκαινοφανείς τύπου Ia ξεχωριστούς είναι ότι το πόσο της ενέργειας που εκλύεται κατά την έκρηξη τους είναι σχεδόν σταθερό. Συνεπώς μπορούν να χρησιμοποιηθούν ως πρότυπα για την μέτρηση αποστάσεων στο Σύμπαν.
Ο συνήθης τρόπος που αστρονόμοι μετρούν την απόσταση μακρινών γαλαξιών είναι μέσω της ταχύτητας που απομακρύνονται από εμάς λόγω της διαστολής του Σύμπαντος. Η ταχύτητα αυτή μπορεί να μεταφραστεί σε απόσταση μόνο εφόσον η γεωμετρία του χωροχρόνου και η ταχύτητα διαστολής του Σύμπαντος είναι γνωστές.
Η πρωτοποριακή ιδέα των Perlmutter, Schmidt και Riess ήταν ότι θα μπορούσαν να χρησιμοποιήσουν τους υπερκαινοφανείς τύπου Ιa για να μετρήσουν αποστάσεις χωρίς να χρειάζεται να γνωρίζουν a priori τη γεωμετρία του χωροχρόνου ή την ταχύτητα διαστολής του Σύμπαντος. Η ένταση της ακτινοβολίας οποιουδήποτε μακρινού αντικειμένου γίνεται αμυδρότερη καθώς ταξιδεύει προς τη Γη, με ρυθμό που εξαρτάται από τη απόσταση που διανύει. Συνεπώς αν γνωρίζουμε την αρχική ένταση της ακτινοβολίας που εξέπεμψε το αντικείμενο και μετρήσουμε την ένταση της ακτινοβολίας που φτάνει στη Γη μπορούμε να υπολογίσουμε την απόσταση του. Το σημαντικό είναι ότι σε αυτόν το υπολογισμό δεν υπεισέρχεται καμία υπόθεση για τη γεωμετρία του Σύμπαντος. Οι υπερκαινοφανεις τύπου Ιa είναι από τα λίγα αντικείμενα για τα οποία γνωρίζουμε με καλή ακρίβεια την αρχική ένταση της ακτινοβολίας που εκπέμπουν.
Οι ομάδες των Perlmutter και Schmidt αναζήτησαν υπερκαινοφανείς τύπου Ιa σε μακρινούς γαλαξίες με αποστάσεις που έφταναν τα 7 δις έτη φωτός. Απλά παρατηρώντας την ένταση της ακτινοβολίας του υπερκαινοφανούς ήταν σε θέση να γνωρίζουν την απόσταση τους.
Στη συνέχεια μέτρησαν την ταχύτητα με την οποία απομακρύνεται από τη Γη (λόγο διαστολής του Σύμπαντος) ο γαλαξίας στον οποίον ανήκει ο υπερκαινοφανης. Μετέτρεψαν την ταχύτητα σε απόσταση με βάση τις γνώσεις που είχαν τη δεκαετία του '90 για τη γεωμετρία του χωροχρόνου και τη ταχύτητα διαστολής του Σύμπαντος.
Για μεγάλη έκπληξη των αστρονόμων οι δύο ανεξάρτητες μετρήσεις αποστάσεων (υπερκαινοφανείς και ταχύτητα απομάκρυνσης του γαλαξία) δεν συμφωνούσαν. Οι υπερκαινοφανείς τύπου Ιa βρισκόταν σε μεγαλύτερες αποστάσεις από τη Γη από ότι οι επιστήμονες πίστευαν. Οι παρατηρήσεις μπορούσαν να εξηγηθούν μόνο αν το Σύμπαν βρίσκονταν σε επιταχυνόμενη η διαστολή.
Το πείραμα των Perlmutter και Schmidt άλλαξε ριζικά τις ιδέες των επιστημόνων για τη γεωμετρία του χωροχρόνου και τον τρόπο με τον οποίο διαστέλλεται. Αν και τα αποτελέσματα τους αμφισβητήθηκαν έντονα όταν δημοσιεύθηκαν το 1998, μεταγενέστερες ανεξάρτητες παρατηρήσεις επιβεβαίωσαν τους ισχυρισμούς τους. Οι παρατηρήσεις των δύο αστρονόμων οδήγησαν στην καθιέρωση της άποψης ότι το Σύμπαν κυριαρχείτε από σκοτεινή ύλη και ενέργεια, οι οποίες θεωρούνται υπεύθυνες για την επιταχυνόμενη διαστολή του χωροχρόνου.
Μια από τις συνέπειες της επιταχυνόμενη διαστολής είναι ότι τον Σύμπαν δεν πρόκειται να καταρρεύσει στην υπέρπυκνη πύρινη κατάσταση όπως πριν τη Μεγάλη Έκρηξη, αλλά θα καταλήξει, στο μακρινό μέλλον, να είναι κρύο και αφιλόξενο.
