En representation av universums utveckling under 13,8 miljarder år. Olika metoder för att studera kosmisk expansion ger något olika resultat, inklusive för universums ålder. Astronomer har beräknat att dessa avvikelser skulle kunna förenas om den mörka energin som driver kosmisk acceleration inte var konstant i tiden. Kredit:NASA och WMAP-konsortiet
Universum expanderar inte bara - det accelererar utåt, drivs av vad som vanligtvis kallas "mörk energi". Termen är en poetisk analogi att beteckna för mörk materia, det mystiska materialet som dominerar materien i universum och som verkligen är mörkt eftersom det inte utstrålar ljus (det uppenbarar sig via sitt gravitationsinflytande på galaxer). Två förklaringar är vanligtvis avancerade för att förklara mörk energi. Den första, som Einstein en gång spekulerade, är att gravitationen i sig gör att föremål stöter bort varandra när de är tillräckligt långt ifrån varandra (han lade till denna "kosmologiska konstant" term till sina ekvationer). Den andra förklaringen antar (baserat på vår nuvarande förståelse av elementarpartikelfysik) att vakuumet har egenskaper som ger energi till kosmos för expansion.
Under flera decennier har kosmologier framgångsrikt använt en relativistisk ekvation med mörk materia och mörk energi för att förklara allt mer exakta observationer om den kosmiska mikrovågsbakgrunden, den kosmologiska fördelningen av galaxer, och andra storskaliga kosmiska egenskaper. Men i takt med att observationerna har förbättrats, några uppenbara avvikelser har dykt upp. En av de mest anmärkningsvärda är universums ålder:det finns en nästan 10 % skillnad mellan mätningar som härleds från Planck-satellitdata och de från så kallade Baryon Acoustic Oscillation-experiment. Den förra förlitar sig på fjärrinfraröda och submillimetermätningar av den kosmiska mikrovågsbakgrunden och den senare på rumslig fördelning av synliga galaxer.
CfA-astronomen Daniel Eisenstein var medlem i ett stort konsortium av forskare som antyder att det mesta av skillnaden mellan dessa två metoder, som provar olika komponenter i det kosmiska tyget, kunde förenas om den mörka energin inte var konstant i tiden. Forskarna tillämpar sofistikerade statistiska tekniker på relevanta kosmologiska datamängder och drar slutsatsen att om termen för mörk energi varierade något när universum expanderade (även om det fortfarande är föremål för andra begränsningar), det kan förklara avvikelsen. Direkt bevis för en sådan variation skulle vara ett dramatiskt genombrott, men har hittills inte erhållits. Ett av teamets nya stora experiment, undersökningen Dark Energy Spectroscopic Instrument (DESI), kunde lösa saken. Den kommer att kartlägga över tjugofem miljoner galaxer i universum, sträcker sig tillbaka till föremål bara några miljarder år efter big bang, och ska vara färdig någon gång i mitten av 2020-talet.