Wszechświat nie tylko się rozszerza — przyspiesza 13,8 miliarda lat po Wielkim Wybuchu astronomowie spodziewali się, że grawitacja powoli spowolni kosmiczne rozszerzanie. Zamiast tego, gdy spojrzeli głęboko w przestrzeń, odkryli coś przeciwnego: wszechświat przyspiesza. Cokolwiek napędza to przyspieszenie, stanowi ~70% kosmosu. Nazywamy to ciemną energią. Możemy to zmierzyć. Możemy zobaczyć jego efekty. Czym więc jest, naprawdę?

Jak to odkryliśmy Gwiazdy Cepheidy: sztuczka z odległością Henrietta Leavitt odkryła, że niektóre gwiazdy (zmienne Cepheidy) jaśnieją i przygasają w regularnych odstępach czasu — a ten okres mówi nam o ich prawdziwej jasności → pozwala nam mierzyć odległość do odległych galaktyk. Czerwony przesunięcie: galaktyki w ruchu Vesto Slipher użył widm galaktyk, aby pokazać, że wiele z nich miało swoje światło rozciągnięte na dłuższe, czerwieńsze długości fal. Czerwieńsze → oddalają się szybciej. Hubble i rozszerzający się wszechświat Edwin Hubble i Milton Humason połączyli odległości Cepheidów z czerwonym przesunięciem i znaleźli wzór: >Im dalej galaktyka, tym szybciej się oddala. To jest prawo Hubble'a–Lemaître'a: wyraźny dowód na to, że wszechświat się rozszerza.

Szok: ekspansja przyspiesza W latach 90. dwie grupy badały supernowe typu Ia, eksplozje gwiazd, które są tak spójne w jasności, że działają jak „standardowe świece”. Porównując, jak jasne powinny być w porównaniu do tego, jak jasne wyglądają, można określić odległość. Mierząc przesunięcie ku czerwieni, można określić, jak szybko się oddalają. Zaskoczenie: • Supernowe były ciemniejsze i dalej niż oczekiwano. • To miało sens tylko wtedy, gdy przez miliardy lat ekspansja wszechświata przyspieszała zamiast zwalniać. To kosmiczne przyspieszenie przypisujemy teraz ciemnej energii.

Nazywamy tajemnicę „ciemną energią” Dajemy tej nieznanej przyczynie nazwę zastępczą: ciemna energia. Zachowuje się jak odpychający składnik kosmosu, rozpychając samą przestrzeń. Według naszych najlepszych pomiarów, wszechświat składa się w przybliżeniu z: • 5% normalnej materii (gwiazdy, planety, my) • 27% ciemnej materii • 68–70% ciemnej energii — czynnika przyspieszającego.

Czym może być ciemna energia? Kosmologowie testują kilka głównych pomysłów: • Energia próżni (stała kosmologiczna): pusta przestrzeń ma wbudowaną niewielką energię, która ją rozpycha. • Kwintesencja: nowe, dynamiczne pole energetyczne rozprzestrzenione w całym wszechświecie. • Zagniecenia w czasoprzestrzeni: defekty takie jak kosmiczne struny z wczesnego wszechświata. • Zmodyfikowana grawitacja: być może równania Einsteina potrzebują poprawki na największych skalach.

Gdzie naprawdę jesteśmy W naszych najlepszych modelach ciemna energia działa jak rodzaj ujemnego ciśnienia, wypychając galaktyki i popychając wszechświat w kierunku zimnego, rozciągniętego „Wielkiego Zimna”. • Widzimy jej efekty w supernowych, galaktykach i kosmicznym mikrofalowym tle • Możemy zmierzyć jej udział w kosmosie (~70%) • Wciąż nie wiemy, czym jest Ciemna energia to tylko nasza etykieta dla tej tajemnicy – nieznane, które cicho decyduje o tym, jak kończy się wszechświat.