L'universo si sta espandendo?
Da quando la teoria della relatività generale di Einstein è stata applicata a ciò che è noto sull'universo nel suo insieme, si è sospettato che l'universo si stesse espandendo. Quando Edwin Hubble e Milton Humason scoprirono negli anni '20 che praticamente tutte le galassie nel cielo si stavano allontanando da noi a grande velocità, questo aumentò i sospetti che l'universo si stesse espandendo a un ritmo rapido. Eppure non è stato fino al 2000 che sono state finalmente trovate prove decisive a favore dell'espansione dell'universo, sotto forma di ampie indagini a spostamento rosso su oggetti molto distanti.
L'universo in espansione viene spesso citato come la scoperta più significativa della cosmologia moderna. Ai tempi di Einstein, la teoria dello stato stazionario era la teoria predominante, secondo la quale l'universo rimase equilibrato alla stessa dimensione. Einstein, le cui equazioni predissero l'espansione o la contrazione universale ma non la stasi, introdusse artificialmente una variabile stabilizzante nelle sue equazioni, chiamata "costante cosmologica". Dopo aver realizzato dalle osservazioni di Hubble che l'universo probabilmente si stava espandendo, in seguito lo definì il suo "più grande errore".
Il fenomeno che per primo ha portato i cosmologi e gli astronomi a prevedere un universo in espansione è stata l'analisi di Hubble del redshift. Usando l'Osservatorio del Monte Wilson, che all'epoca era il miglior telescopio del mondo, Hubble osservò galassie distanti e vide che sembravano progressivamente ridisegnare. Guardò più lontano nello spazio, e per estensione, anche più indietro nel tempo, poiché la luce impiega molti miliardi di anni per viaggiare da queste galassie sulla Terra. Poiché il fattore di arrossamento era correlato così bene all'aumento della distanza, Hubble sospettava che si trattasse di un fenomeno affidabile con una causa fisica.
La causa è stata determinata come segue: man mano che l'universo si espande, lo spazio sottostante aumenta di volume, ma la luce che lo attraversa rimane la stessa. Lo spazio in espansione allunga la lunghezza d'onda della luce, rendendola più lunga e quindi più rossa. Un'analogia a volte usata sono i punti sulla superficie di un palloncino in espansione. Disegna un motivo a onde su un palloncino e mentre lo fai saltare, nota come l'onda si allunga e si allunga. Questo è lo stesso principio alla base del fenomeno del redshift.
Nel 1998, è stato scoperto non solo che l'universo si sta espandendo, ma che probabilmente si sta espandendo a un ritmo accelerato. La ragione fisica di ciò è attribuita a una misteriosa "energia oscura", così chiamata perché a malapena ne sappiamo qualcosa.