1905 június 30-án Albert Einstein forradalmat indított a speciális relativitáselmélet elméletének publikálásával. Ez az elmélet többek között kijelentette, hogy a vákuumban a fénysebesség minden megfigyelőnél azonos, a forrástól függetlenül. 1915-ben ezt követte az általános relativitáselmélet elméletének közzétételével, amely azt állította, hogy a gravitáció eltorzító hatással van a téridőre. Ezek az elméletek több mint egy évszázad óta nélkülözhetetlen eszközként szolgálnak az asztrofizikában, magyarázatot adva az univerzum viselkedésére nagymértékben.
Az 1990-es évek óta azonban a csillagászok tudatában vannak annak, hogy az Univerzum felgyorsult ütemben bővül. A mögöttes mechanizmus magyarázata érdekében a javaslatok egy láthatatlan energia (azaz sötét energia) lehetséges létezésétől kezdve egészen annak a lehetőségéig terjedtek, hogy Einstein általános relativitáselméleti terepi egyenletei lebonthatók. De egy nemzetközi kutatócsoport nemrégiben végzett munkájának köszönhetően ma már ismert, hogy Einsteinnek egész végén volt.
A Subaru teleszkóp rostos több objektumú spektrográfiájával (FMOS) a csoport - amelyet a japán univerzum Fizikai és Matematikai Intézetének (Kavli IMPU) és a Tokiói Egyetem kutatói vezettek - létrehozta a legmélyebb 3D-s képet. a Világegyetem térképe a mai napig. Ez a térkép mintegy 3000 galaxist tartalmaz, és 13 milliárd fényév nagyságú helyet foglal magában.
Az Einstein elméletének kipróbálására a csapat - amelyet Dr. Teppei Okumura, a Kavli IPMU Projektkutató vezette - a FastSound Projekt által az elmúlt években szerzett információkat felhasználta. A kozmikus gyorsulás eredetének megismerésére tett erőfeszítéseik részeként ez a projekt a Subaru távcsője által gyűjtött adatokra támaszkodik, hogy felmérést készítsen, amely figyelemmel kíséri a galaxisok vöröseltolódását.
A 40 éjszaka (2012 és 2014 között) megfigyelése alapján a FastSound felmérés képes volt meghatározni több mint 3000 távoli galaxis sebességét és csoportosulását. Mérve a vöröseltolódásos térbeli torzulásaikat, hogy megnézzék, milyen gyorsan mozognak, Okumura és csapata képesek voltak követni ezen galaxisok terjedését 13 milliárd fényév távolságig.
Ez egy történelmi látványosság volt, látva, hogy az Univerzum korábbi háromdimenziós modelljei nem tudták elérni a 10 milliárd fényévet. A Subaru távcső FMOS-nak köszönhetően, amely 12,4–14,7 milliárd fényév távolságra képes galaxiseket elemezni, a csapat képes volt megbontani ezt a rekordot. Ezután összehasonlították az eredményeket az Einstein elmélete által előrejelzett kiterjesztés fajtájával, különös tekintettel kozmológiai állandójának beépítésére.
Eredetileg Einstein által 1917-ben, az általános relativitáselmélet kiegészítéseként vezette be, a kozmológiai állandó alapvetően egy módja annak, hogy visszatartsa a gravitációt, és statikus univerzumot érjen el. És míg Einstein elhagyta ezt az elméletet, amikor Edwin Hubble rájött, hogy az Univerzum bővül, azóta a modern kozmológia standard modelljének (Lambda-CDM modellnek) elfogadott részévé vált.
A kutatócsoport azt találta, hogy még az univerzumba való 13 milliárd fényév távolságra az általános relativitás szabályai továbbra is érvényesek. "Az általános relativitáselmélet elméletét minden másnál jobban teszteltük" - mondta Dr. Okumura. "Kiváltság, hogy eredményeinket közzétehetjük 100 évvel azután, hogy Einstein javasolta az elméletét."
Ezek az eredmények segítettek megoldani valamit, amelyet a csillagászok évtizedek óta zavarba ejttek, vagyis az volt, hogy Einstein kozmológiai állandója összhangban áll-e a bővülő univerzummal. És bár számos kísérlet megerősítette, hogy az általános relativitáselmélet megegyezik a megfigyelési adatokkal, a múltban kissé korlátozottak voltak.
Például a Pound-Rebka kísérlet, amelyre 1960-ban került sor, volt az első megerősítés Einstein elméletének. Ez a kísérlet és a következő évtizedekben követett kísérletek azonban közvetett módon vagy a Naprendszerre korlátozódtak. A Princeton Egyetem kutatói által végzett 2010. évi kísérlet megerősítette az általános relativitást 7 milliárd fényév távolságig.
De ezzel a kísérlettel az általános relativitást 13 milliárd fényév távolságra megerősítették, amely a világegyetem túlnyomó többségének felel meg (ami 13,8 milliárd fényév). Úgy tűnik, hogy még egy évszázaddal később Einstein elméletei továbbra is kitartanak. És figyelembe véve, hogy egyszer azt állította, hogy a kozmológiai állandó volt tudományos karrierje "legnagyobb hibája"!
