Vũ trụ không chỉ đang mở rộng — mà còn đang tăng tốc 13.8 tỷ năm sau vụ nổ Big Bang, các nhà thiên văn học đã dự đoán rằng lực hấp dẫn sẽ từ từ làm chậm lại sự mở rộng của vũ trụ. Thay vào đó, khi họ nhìn sâu vào không gian, họ phát hiện ra điều ngược lại: vũ trụ đang tăng tốc. Bất cứ điều gì thúc đẩy sự tăng tốc đó chiếm khoảng ~70% vũ trụ. Chúng tôi gọi đó là năng lượng tối. Chúng tôi có thể đo lường nó. Chúng tôi có thể thấy tác động của nó. Vậy thực sự nó là gì?

Cách chúng tôi phát hiện ra điều này Sao Cepheid: mẹo khoảng cách Henrietta Leavitt phát hiện ra rằng một số ngôi sao (biến đổi Cepheid) trở nên sáng hơn và tối hơn theo một chu kỳ đều đặn — và chu kỳ đó cho bạn biết độ sáng thực sự của chúng → cho phép chúng ta đo khoảng cách đến các thiên hà xa xôi. Đỏ dịch: các thiên hà đang di chuyển Vesto Slipher đã sử dụng quang phổ của các thiên hà để chỉ ra rằng nhiều thiên hà có ánh sáng bị kéo dài ra các bước sóng dài hơn, đỏ hơn. Đỏ hơn → di chuyển ra xa nhanh hơn. Hubble & vũ trụ đang mở rộng Edwin Hubble và Milton Humason đã kết hợp khoảng cách Cepheid với đỏ dịch và tìm thấy một mẫu hình: >Càng xa một thiên hà, nó càng lùi lại nhanh hơn. Đó là định luật Hubble–Lemaître: bằng chứng rõ ràng rằng vũ trụ đang mở rộng.

Cú sốc: sự mở rộng đang tăng tốc Vào những năm 1990, hai nhóm nghiên cứu đã nghiên cứu về siêu tân tinh loại Ia, những vụ nổ sao nhất quán đến mức độ sáng mà chúng hoạt động như "nến tiêu chuẩn." Bằng cách so sánh độ sáng mà chúng nên có với độ sáng mà chúng trông thấy, bạn có thể xác định khoảng cách. Bằng cách đo độ dịch chuyển đỏ, bạn có thể biết chúng đang di chuyển ra xa với tốc độ nào. Sự bất ngờ: • Các siêu tân tinh mờ hơn và xa hơn so với dự đoán. • Điều đó chỉ có ý nghĩa nếu, trong hàng tỷ năm, sự mở rộng của vũ trụ đã tăng tốc thay vì chậm lại. Sự tăng tốc vũ trụ này là điều mà chúng ta hiện nay gán cho năng lượng tối.

Chúng tôi gọi bí ẩn này là "Năng lượng Tối" Chúng tôi đặt tên cho nguyên nhân chưa biết này là năng lượng tối. Nó hoạt động như một thành phần đẩy lùi của vũ trụ, đẩy không gian ra xa nhau. Theo các phép đo tốt nhất của chúng tôi, vũ trụ khoảng: • 5% vật chất bình thường (các ngôi sao, hành tinh, chúng ta) • 27% vật chất tối • 68–70% năng lượng tối — động lực của sự gia tốc.

Năng lượng tối có thể là gì? Các nhà vũ trụ học đang thử nghiệm một vài ý tưởng chính: • Năng lượng chân không (hằng số vũ trụ): không gian trống có một năng lượng nhỏ tích hợp sẵn khiến nó bị đẩy ra xa. • Quintessence: một trường năng lượng mới, động trải rộng khắp vũ trụ. • Nếp gấp trong không-thời gian: các khuyết tật như dây vũ trụ từ vũ trụ sơ khai. • Độ biến đổi của trọng lực: có thể các phương trình của Einstein cần một sự điều chỉnh ở quy mô lớn nhất.

Chúng ta thực sự đang ở đâu Trong các mô hình tốt nhất của chúng tôi, năng lượng tối hoạt động như một loại áp suất âm, đẩy các thiên hà ra xa và thúc đẩy vũ trụ hướng tới một "Big Freeze" lạnh lẽo, kéo dài. • Chúng ta thấy tác động của nó trong các siêu tân tinh, các thiên hà và bức xạ vi sóng vũ trụ • Chúng ta có thể đo lường phần của nó trong vũ trụ (~70%) • Chúng ta vẫn chưa biết nó là gì Năng lượng tối chỉ là nhãn hiệu của chúng ta cho bí ẩn đó - điều chưa biết mà lặng lẽ quyết định cách mà vũ trụ kết thúc.