Kosmisen taustasäteilyn ja kevyiden alkuaineiden määräsuhteiden lisäksi kolmas merkittävä alkuräjähdysteoriaa tukeva havainto on maailmankaikkeuden kiihtyvä laajeneminen. Tätä selitetään yleisessä suhteellisuusteoriassa niin kutsutun pimeän energian avulla. Tutustutaan sen ominaisuuksiin seuraavaksi, aloitetaan kuitenkin pimeän aineen tarkastelulla.

Pimeä aine

1920-luvulta asti on tiedetty maailmankaikkeuden laajenevan. Mittaamalla kaukaisimmista galakseista tulevaa valoa, näemme että mitä kauempana ne ovat, sitä suuremmalla vauhdilla ne meistä loittonevat. Tämä voidaan päätellä niin sanotun punasiirtymän avulla. Punasiirtymä toimii samalla tavoin kuin äänessä kuultava Doppler-siirtymä (kuulet ambulanssin äänen erilaisena riippuen siitä liikkuuko se sinua kohti vai sinusta poispäin), eli valon taajuus muuttuu, jos valoa lähettävä kohde liikkuu meistä poispäin. Punasiirtymää mittaamalla voidaan päätellä kaukaisten kohteiden loittonemisnopeus ja tästä puolestaan voidaan päätellä maailmankaikkeuden laajenemisnopeus.

Vuonna 1998 koettiin näitä havaintoja analysoitaessa yllätys: maailmankaikkeuden laajeneminen on kiihtyvää. Vertaamalla kaukaisten supernovien loittonemisnopeuksia teoreettisiin ennusteisiin muodostui ainoaksi luontevaksi päätelmäksi se, että maailmankaikkeus on aiemmin laajennut pienemmällä nopeudella kuin nykyään.

Tämä on hyvä esimerkki tilanteesta, jossa laajenemisen oletettiin tapahtuvan tasaisella nopeudella lähinnä siitä yksinkertaisesta syystä ettei ollut mitään syytä uskoa toisinkaan. Kun uutta mittausdataa saatiin käyttöön, piti kiihtyvä laajeneminen saada myös teoreettisiin malleihin mukaan. Tämä puolestaan osoitti yleisen suhteellisuusteorian voiman, sillä kiihtyvä laajeneminen on teoriassa sisäänrakennettuna.

Kiihtyvä laajeneminen selitetään yleisessä suhteellisuusteoriassa ottamalla mukaan niin sanottu kosmologinen vakio. Pimeän energian selittävä vakio oli mukana jo Einsteinin alkuperäisessä teoriassa, mutta olisi aiheuttanut kiihtyvän laajenemisen (johon ei silloin uskottu), joten Einstein poisti sen. Jos Einstein olisi tulkinnut teoriaansa hieman rohkeammin, hän olisi voinut ennustaa maailmankaikkeuden kiihtyvän laajenemisen noin 80 vuotta ennen kuin se lopulta löydettiin kokeellisesti.

Kaiken kaikkeaan voidaan siis sanoa, että nykyisissä kosmologian malleissa noin 68% maailmankaikkeuden energiasta näyttäisi olevan pimeää energiaa, noin 27% on pimeää ainetta ja jäljelle jäävä noin 5% koostuu tuntemistamme atomeista. Tutkittavaa siis riittää!