Breidt het universum zich uit?

Sinds de theorie van Einstein over algemene relativiteitstheorie werd toegepast op wat bekend is over het universum als geheel, is vermoed dat het universum zich uitbreidde. Toen Edwin Hubble en Milton Humason in de jaren 1920 ontdekten dat vrijwel alle sterrenstelsels in de lucht met grote snelheden van ons afliepen, verhoogde dit vermoedens dat het universum snel uitbreidde. Toch was het pas in 2000 dat beslissend bewijs uiteindelijk werd gevonden voor de uitbreiding van het universum, in de vorm van uitgebreide roodverschuivingsonderzoeken van zeer verre objecten.

Het groeiende universum wordt vaak genoemd als de belangrijkste bevinding in de moderne kosmologie. In de tijd van Einstein was de steady-state theorie de overheersende, die verklaarde dat het universum op dezelfde grootte in evenwicht bleef. Einstein, wiens vergelijkingen universele expansie of samentrekking voorspelden, maar geen stasis, introduceerde kunstmatig een stabiliserende variabele in zijn vergelijkingen, de 'kosmologische constante' genoemd. Na realisatieG van de observaties van Hubble dat het universum waarschijnlijk groeide, noemde hij dit later zijn "grootste blunder."

Het fenomeen dat voor het eerst kosmologen en astronomen leidde om een ​​groeiend universum te voorspellen, was de analyse van Hubble van roodverschuiving. Met behulp van het Mount Wilson Observatorium, dat destijds de beste telescoop ter wereld was, bekeek Hubble verre sterrenstelsels en zag ze er geleidelijk redde uitzagen. Hij keek verder weg in de ruimte, en bij uitbreiding, ook verder terug in de tijd, omdat licht vele miljarden jaren duurt om van deze sterrenstelsels naar de aarde te reizen. Omdat de roodheidsfactor zo goed correleerde met toename in afstand, vermoedde Hubble dat dit een betrouwbaar fenomeen was met een fysieke oorzaak.

De oorzaak werd vastbesloten als volgt te zijn: naarmate het universum zich uitbreidt, neemt de onderliggende ruimte in volume toe, maar het licht dat erdoorheen reist blijft hetzelfde. De groeiende ruimte strekt de golflengte van het licht uit, waardoor het langer wordt en daardoor roder. Een soms gebruikte analogie is stippen op het oppervlak van een groeiende ballon. Teken een golfpatroon op een ballon, en terwijl je het blaast, merk je op hoe de golf zich uitstrekt en langer wordt. Dit is hetzelfde principe achter het fenomeen van roodverschuiving.

In 1998 werd niet alleen ontdekt dat het universum zich uitbreidt, maar dat het waarschijnlijk met een versnellingspercentage groeit. De fysieke reden hiervoor is gekalkt tot een mysterieuze "donkere energie", zo genoemd omdat we er nauwelijks iets van weten.