Allmän relativitetsteori ger en ram för att förstå gravitationssamverkan mellan materia och energi, och den har framgångsrikt klarat rigorösa experimentella och observationstester. De kosmologiska observationer som nämnts ovan tyder dock på att universums expansion accelererar, vilket inte kan förklaras enbart av gravitationseffekterna av kända materia- och energiformer inom ramen för den allmänna relativitetsteorien.
För att redogöra för den observerade accelerationen har kosmologer föreslagit begreppet mörk energi, en hypotetisk form av energi som bidrar till universums expansion. Mörk energi observeras eller detekteras inte direkt, men dess effekter härleds från universums observerade egenskaper, såsom ljusstyrka-avståndsförhållandet mellan supernovor och vinkelstorleken på den kosmiska mikrovågsbakgrunden.
Även om det har gjorts försök att modifiera generell relativitetsteori för att undvika behovet av mörk energi, har ingen blivit allmänt accepterad eller stödd av observationsdata. Vissa alternativa teorier föreslår modifieringar av gravitationslagarna, såsom teorier med extra dimensioner eller skalärtensorteorier, men dessa modifieringar är mycket spekulativa och har ännu inte testats på ett övertygande sätt.
Mörk energi är fortfarande en av de mest spännande och förbryllande aspekterna av modern kosmologi. Även om det är möjligt att framtida framsteg i vår förståelse av gravitation eller nya observationsdata kan kasta ljus över mörk energis natur eller leda till alternativa förklaringar, stöds för närvarande förekomsten av mörk energi starkt av de nuvarande kosmologiska observationerna och förblir den mest rimliga förklaringen till den observerade accelererade expansionen av universum.
