Dark energy
ભૌતિક બ્રહ્માંડશાસ્ત્ર અને ખગોળશાસ્ત્રમાં, શ્યામ ઊર્જા એ ઊર્જાનું એક અજ્ઞાત સ્વરૂપ છે જે બ્રહ્માંડને સૌથી મોટા સ્કેલ પર અસર કરે છે. તેની પ્રાથમિક અસર બ્રહ્માંડના ઝડપી વિસ્તરણને ચલાવવાની છે. બ્રહ્માંડશાસ્ત્રનું લેમ્બડા-સી. ડી. એમ. મોડેલ સાચું છે એમ ધારીને, શ્યામ ઊર્જા બ્રહ્માંડનો પ્રબળ ઘટક છે, જે હાલના અવલોકનક્ષમ બ્રહ્માંડમાં કુલ ઊર્જામાં 68 ટકા ફાળો આપે છે, જ્યારે શ્યામ દ્રવ્ય અને સામાન્ય (બેરિયોનિક) દ્રવ્ય અનુક્રમે 26 ટકા અને 5 ટકા ફાળો આપે છે, અને ન્યુટ્રિનો અને ફોટોન જેવા અન્ય ઘટકો લગભગ નગણ્ય છે. શ્યામ ઊર્જાની ઘનતા ખૂબ ઓછી છેઃ (≈), જે તારાવિશ્વોની અંદર સામાન્ય દ્રવ્ય અથવા શ્યામ દ્રવ્યની ઘનતા કરતાં ઘણી ઓછી છે. જો કે, તે બ્રહ્માંડની સામૂહિક-ઊર્જા સામગ્રી પર પ્રભુત્વ ધરાવે છે કારણ કે તે સમગ્ર અવકાશમાં સમાન છે. શ્યામ ઊર્જાના અસ્તિત્વ માટેના પ્રથમ નિરીક્ષણ પુરાવા સુપરનોવાના માપનમાંથી આવ્યા હતા. પ્રકાર 1એ સુપરનોવામાં સતત તેજસ્વીતા હોય છે, જેનો અર્થ છે કે તેનો ઉપયોગ ચોક્કસ અંતરના પગલાં તરીકે થઈ શકે છે. આ અંતરની રેડશિફ્ટ સાથે સરખામણી (જે સુપરનોવા જે ઝડપે ઘટી રહ્યું છે તેને માપે છે) દર્શાવે છે કે બ્રહ્માંડનું વિસ્તરણ ઝડપી થઈ રહ્યું છે. આ નિરીક્ષણ પહેલાં, વૈજ્ઞાનિકોએ વિચાર્યું હતું કે બ્રહ્માંડમાં દ્રવ્ય અને ઊર્જાનું ગુરુત્વાકર્ષણીય આકર્ષણ સમય જતાં બ્રહ્માંડના વિસ્તરણને ધીમું કરશે. ઝડપી વિસ્તરણની શોધ થઈ ત્યારથી, પુરાવાઓની કેટલીક સ્વતંત્ર રેખાઓ મળી આવી છે જે શ્યામ ઊર્જાના અસ્તિત્વને ટેકો આપે છે. શ્યામ ઊર્જાની ચોક્કસ પ્રકૃતિ એક રહસ્ય છે, અને સ્પષ્ટતા પુષ્કળ છે. મુખ્ય ઉમેદવાર બ્રહ્માંડ સંબંધી અચળાંક (એકસમાન રીતે જગ્યા ભરવાની સતત ઊર્જાની ઘનતાનું પ્રતિનિધિત્વ કરે છે) અને સ્કેલર ક્ષેત્રો (સમય અને અવકાશમાં બદલાતી ઊર્જાની ઘનતા ધરાવતા ગતિશીલ જથ્થા) જેમ કે સર્વોત્કૃષ્ટતા અથવા મોડ્યુલી છે. બ્રહ્માંડ સંબંધી અચળાંક સમય અને અવકાશમાં સ્થિર રહેશે, જ્યારે સ્કેલર ક્ષેત્રો બદલાઇ શકે છે. હજુ સુધી અન્ય શક્યતાઓ છે ડાર્ક એનર્જીની ક્રિયાપ્રતિક્રિયા, એક નિરીક્ષણ અસર અને બ્રહ્માંડ સંબંધી જોડાણ (ડાર્ક એનર્જીના સિદ્ધાંતો વિભાગ જુઓ). શોધનો ઇતિહાસ અને અગાઉની અટકળો આઈન્સ્ટાઈનનો બ્રહ્માંડ સંબંધી અચળાંક "બ્રહ્માંડ સંબંધી અચળાંક" એ એક અચળ શબ્દ છે જેને સામાન્ય સાપેક્ષતાના આઈન્સ્ટાઈન ક્ષેત્ર સમીકરણોમાં ઉમેરી શકાય છે. જો ક્ષેત્ર સમીકરણમાં "સ્રોત શબ્દ" તરીકે ગણવામાં આવે, તો તેને ખાલી જગ્યાના દળ (જે કલ્પનાત્મક રીતે હકારાત્મક કે નકારાત્મક હોઈ શકે છે), અથવા "શૂન્ય ઊર્જા" ની સમકક્ષ તરીકે જોઈ શકાય છે. બ્રહ્માંડ સંબંધી અચળાંકને સૌપ્રથમ આઈન્સ્ટાઈન દ્વારા ગુરુત્વાકર્ષણ ક્ષેત્રના સમીકરણનો ઉકેલ મેળવવા માટેની પદ્ધતિ તરીકે પ્રસ્તાવિત કરવામાં આવ્યો હતો જે સ્થિર બ્રહ્માંડ તરફ દોરી જશે, ગુરુત્વાકર્ષણને સંતુલિત કરવા માટે શ્યામ ઊર્જાનો અસરકારક રીતે ઉપયોગ કરશે. આઈન્સ્ટાઈને બ્રહ્માંડ સંબંધી અચળાંકને પ્રતીક λ (કેપિટલ લેમ્બડા) આપ્યું હતું. આઈન્સ્ટાઈને જણાવ્યું હતું કે બ્રહ્માંડ સંબંધી અચળાંક માટે જરૂરી છે કે 'ખાલી જગ્યા ગુરુત્વાકર્ષણ નકારાત્મક દળોની ભૂમિકા ભજવે છે જે સમગ્ર આંતરતારકીય અવકાશમાં વહેંચાયેલી હોય છે'. આ પદ્ધતિ ફાઇન-ટ્યુનિંગનું ઉદાહરણ હતું, અને પછીથી સમજાયું કે આઈન્સ્ટાઈનનું સ્થિર બ્રહ્માંડ સ્થિર નહીં રહેઃ સ્થાનિક અસંગતતાઓ આખરે બ્રહ્માંડના ભાગેડુ વિસ્તરણ અથવા સંકોચન તરફ દોરી જશે. સંતુલન અસ્થિર છેઃ જો બ્રહ્માંડ સહેજ વિસ્તરે છે, તો વિસ્તરણ શૂન્યાવકાશ ઊર્જાને મુક્ત કરે છે, જે હજુ વધુ વિસ્તરણનું કારણ બને છે. તેવી જ રીતે, જે બ્રહ્માંડ સહેજ સંકોચાય છે તે સંકોચાય છે. આઈન્સ્ટાઈનના જણાવ્યા અનુસાર, "ખાલી જગ્યા" તેની પોતાની ઊર્જા ધરાવી શકે છે. કારણ કે આ ઊર્જા અવકાશનો જ એક ગુણધર્મ છે, જેમ જેમ અવકાશ વિસ્તરે છે તેમ તેમ તે પાતળું નહીં થાય. જેમ જેમ વધુ જગ્યા અસ્તિત્વમાં આવે છે, તેમ તેમ આ વધુ ઊર્જા-ઓફ-સ્પેસ દેખાશે, જેનાથી ઝડપી વિસ્તરણ થશે. સમગ્ર બ્રહ્માંડમાં દ્રવ્યના અસમાન વિતરણને કારણે આ પ્રકારની વિક્ષેપો અનિવાર્ય છે. વધુમાં, 1929માં એડવિન હબલ દ્વારા કરવામાં આવેલા અવલોકનો દર્શાવે છે કે બ્રહ્માંડ વિસ્તરી રહ્યું હોય તેવું લાગે છે અને તે સ્થિર નથી. આઈન્સ્ટાઈને કથિત રીતે સ્થિર બ્રહ્માંડથી વિપરીત ગતિશીલ બ્રહ્માંડના વિચારની આગાહી કરવામાં તેમની નિષ્ફળતાને તેમની સૌથી મોટી ભૂલ ગણાવી હતી. ફુગાવાની શ્યામ ઊર્જા એલન ગુથ અને એલેક્સી સ્ટારોબિન્સ્કીએ 1980 માં દરખાસ્ત કરી હતી કે નકારાત્મક દબાણ ક્ષેત્ર, શ્યામ ઊર્જાની વિભાવનામાં સમાન, ખૂબ જ પ્રારંભિક બ્રહ્માંડમાં કોસ્મિક ફુગાવાને ચલાવી શકે છે. ફુગાવો એવું માને છે કે કેટલાક પ્રતિકારક બળ, ગુણાત્મક રીતે શ્યામ ઊર્જા જેવા જ, મહાવિસ્ફોટ પછી બ્રહ્માંડના પ્રચંડ અને ઘાતાંકીય વિસ્તરણમાં પરિણમ્યા હતા. આવા વિસ્તરણ એ મહાવિસ્ફોટના મોટાભાગના વર્તમાન નમૂનાઓનું એક આવશ્યક લક્ષણ છે. જો કે, આજે આપણે જે શ્યામ ઊર્જાનું અવલોકન કરીએ છીએ તેના કરતાં ફુગાવો ઘણી ઊંચી (નકારાત્મક) ઊર્જા ઘનતા પર થયો હોવો જોઈએ, અને જ્યારે બ્રહ્માંડ બીજા જૂના ભાગનો માત્ર એક અપૂર્ણાંક હતો ત્યારે ફુગાવો સંપૂર્ણપણે સમાપ્ત થયો હોવાનું માનવામાં આવે છે. તે અસ્પષ્ટ છે કે શ્યામ ઊર્જા અને ફુગાવો વચ્ચે શું સંબંધ છે. ફુગાવાના નમૂનાઓ સ્વીકારાયા પછી પણ, બ્રહ્માંડ સંબંધી અચળાંકને વર્તમાન બ્રહ્માંડ માટે અપ્રસ્તુત માનવામાં આવતો હતો. લગભગ તમામ ફુગાવાના નમૂનાઓ આગાહી કરે છે કે બ્રહ્માંડની કુલ (દ્રવ્ય + ઊર્જા) ઘનતા નિર્ણાયક ઘનતાની ખૂબ નજીક હોવી જોઈએ. 1980 ના દાયકા દરમિયાન, મોટાભાગના બ્રહ્માંડશાસ્ત્રીય સંશોધનો માત્ર દ્રવ્યમાં નિર્ણાયક ઘનતા ધરાવતા નમૂનાઓ પર કેન્દ્રિત હતા, સામાન્ય રીતે 95 ટકા ઠંડા શ્યામ દ્રવ્ય (સી. ડી. એમ.) અને 5 ટકા સામાન્ય દ્રવ્ય (બેરિયોન). આ મોડેલો વાસ્તવિક તારાવિશ્વો અને ક્લસ્ટરોની રચના કરવામાં સફળ હોવાનું જણાયું હતું, પરંતુ 1980ના દાયકાના અંતમાં કેટલીક સમસ્યાઓ જોવા મળી હતીઃ ખાસ કરીને, આ મોડેલને હબલ અચળાંક માટે અવલોકનો દ્વારા પસંદ કરતાં ઓછી કિંમતની જરૂર હતી, અને મોટા પાયે આકાશગંગાના ક્લસ્ટરિંગના અનુમાનિત અવલોકનો માટે ઓછા મૂલ્યની જરૂર હતી. 1992માં કોબે અવકાશયાન દ્વારા કોસ્મિક માઇક્રોવેવ બેકગ્રાઉન્ડમાં અનિસોટ્રોપીની શોધ પછી આ મુશ્કેલીઓ વધુ મજબૂત બની હતી અને 1990ના દાયકાના મધ્યમાં કેટલાક સુધારેલા સી. ડી. એમ. મોડેલો સક્રિય અભ્યાસ હેઠળ આવ્યા હતાઃ તેમાં લેમ્બડા-સી. ડી. એમ. મોડેલ અને મિશ્ર ઠંડા/ગરમ શ્યામ દ્રવ્ય મોડેલનો સમાવેશ થાય છે. શ્યામ ઊર્જા માટેનો પ્રથમ સીધો પુરાવો 1998માં સુપરનોવાના રીઝ એટ અલમાં ત્વરિત વિસ્તરણના અવલોકનોમાંથી મળ્યો હતો. અને પર્લમટર એટ અલમાં, અને લામ્બડા-સી. ડી. એમ. મોડેલ પછી અગ્રણી મોડેલ બન્યું. ત્યારબાદ તરત જ, શ્યામ ઊર્જાને સ્વતંત્ર અવલોકનો દ્વારા ટેકો આપવામાં આવ્યો હતોઃ 2000માં, બૂમરેંગ અને મેક્સિમા કોસ્મિક માઇક્રોવેવ બેકગ્રાઉન્ડ પ્રયોગોએ કોસ્મિક માઇક્રોવેવ બેકગ્રાઉન્ડમાં પ્રથમ એકોસ્ટિક શિખરનું નિરીક્ષણ કર્યું હતું, જે દર્શાવે છે કે કુલ (દ્રવ્ય + ઊર્જા) ઘનતા નિર્ણાયક ઘનતાના 100% ની નજીક છે. પછી 2001માં, 2ડીએફ ગેલેક્સી રેડશિફ્ટ સર્વેએ મજબૂત પુરાવા આપ્યા કે દ્રવ્યની ઘનતા લગભગ 30 ટકા ગંભીર છે. આ બંને વચ્ચેનો મોટો તફાવત ડાર્ક એનર્જીના સરળ ઘટકને ટેકો આપે છે જે તફાવત બનાવે છે. 2003-2010 માં WMAP માંથી વધુ ચોક્કસ માપન પ્રમાણભૂત મોડેલને ટેકો આપવાનું અને મુખ્ય પરિમાણોનું વધુ સચોટ માપન આપવાનું ચાલુ રાખ્યું છે. 1930ના દાયકાથી ફ્રિટ્ઝ ઝ્વિકીના "ડાર્ક મેટર" નો પડઘો પાડતો "ડાર્ક એનર્જી" શબ્દ માઈકલ ટર્નર દ્વારા 1998માં રચવામાં આવ્યો હતો. સમય અને અવકાશમાં વિસ્તરણ દર કેવી રીતે બદલાય છે તે સમજવા માટે બ્રહ્માંડના વિસ્તરણના ઉચ્ચ-ચોકસાઇ માપનની જરૂર છે. સામાન્ય સાપેક્ષવાદમાં, વિસ્તરણ દરની ઉત્ક્રાંતિનો અંદાજ બ્રહ્માંડના વળાંક અને સ્થિતિના બ્રહ્માંડશાસ્ત્રીય સમીકરણ (તાપમાન, દબાણ અને સંયુક્ત દ્રવ્ય, ઊર્જા અને અવકાશના કોઈપણ પ્રદેશ માટે શૂન્યાવકાશ ઊર્જાની ઘનતા વચ્ચેનો સંબંધ) પરથી કરવામાં આવે છે. શ્યામ ઊર્જા માટે સ્થિતિનું સમીકરણ માપવું એ આજે નિરીક્ષણ બ્રહ્માંડશાસ્ત્રના સૌથી મોટા પ્રયાસોમાંનો એક છે. બ્રહ્માંડવિજ્ઞાનના પ્રમાણભૂત એફ. એલ. આર. ડબલ્યુ. મેટ્રિકમાં બ્રહ્માંડશાસ્ત્રીય અચળાંક ઉમેરવાથી લામ્બડા-સી. ડી. એમ. મોડેલ તરફ દોરી જાય છે, જેને અવલોકનો સાથેના તેના ચોક્કસ કરારને કારણે "બ્રહ્માંડવિજ્ઞાનનું પ્રમાણભૂત મોડેલ" તરીકે ઓળખવામાં આવે છે. 2013 સુધીમાં, લેમ્બડા-સી. ડી. એમ. મોડેલ પ્લાંક અવકાશયાન અને સુપરનોવા લેગસી સર્વે સહિત વધુને વધુ સખત બ્રહ્માંડશાસ્ત્રીય અવલોકનોની શ્રેણી સાથે સુસંગત છે. એસ. એન. એલ. એસ. ના પ્રથમ પરિણામો દર્શાવે છે કે શ્યામ ઊર્જાનું સરેરાશ વર્તન (એટલે કે સ્થિતિનું સમીકરણ) આઈન્સ્ટાઈનના બ્રહ્માંડ સંબંધી અચળાંક જેવું 10 ટકાની ચોકસાઇ સાથે વર્તે છે. હબલ સ્પેસ ટેલિસ્કોપ હાયર-ઝેડ ટીમના તાજેતરના પરિણામો સૂચવે છે કે શ્યામ ઊર્જા ઓછામાં ઓછા 9 અબજ વર્ષોથી અને કોસ્મિક પ્રવેગક પહેલાના સમયગાળા દરમિયાન હાજર છે. પ્રકૃતિ શ્યામ ઊર્જાની પ્રકૃતિ શ્યામ દ્રવ્ય કરતાં વધુ કાલ્પનિક છે, અને તેના વિશેની ઘણી બાબતો અટકળોના ક્ષેત્રમાં રહે છે. શ્યામ ઊર્જાને ખૂબ જ એકરૂપ અને ગાઢ માનવામાં આવે છે, અને તે ગુરુત્વાકર્ષણ સિવાયના કોઈપણ મૂળભૂત બળો દ્વારા ક્રિયાપ્રતિક્રિયા કરવા માટે જાણીતી નથી. તે દુર્લભ અને બિન-વિશાળ હોવાથી-આશરે 10−27 કિગ્રા/મી3-તે પ્રયોગશાળાના પ્રયોગોમાં શોધી શકાય તેવી શક્યતા નથી. શ્યામ ઊર્જા બ્રહ્માંડ પર આટલી ઊંડી અસર કરી શકે છે, જે એટલી પાતળી હોવા છતાં સાર્વત્રિક ઘનતાનો 68 ટકા હિસ્સો બનાવે છે, એવું માનવામાં આવે છે કે તે અન્યથા ખાલી જગ્યાને સમાનરૂપે ભરે છે. ઊર્જા-સમયની રચનામાં હેઇસેનબર્ગના અનિશ્ચિતતાના સિદ્ધાંતને અનુરૂપ સમયમર્યાદામાં પેદા થયેલી અને પરસ્પર નાશ પામેલી કણ-વિરોધી કણોની જોડી, એટલે કે શૂન્ય ઊર્જા, ઘણીવાર શ્યામ ઊર્જામાં મુખ્ય યોગદાન તરીકે ઉપયોગમાં લેવાય છે. સામાન્ય સાપેક્ષતા દ્વારા ધારણ કરાયેલ દળ-ઊર્જા સમાનતા સૂચવે છે કે શૂન્યાવકાશ ઊર્જાએ ગુરુત્વાકર્ષણ બળનો ઉપયોગ કરવો જોઈએ. તેથી, શૂન્યાવકાશ ઊર્જા બ્રહ્માંડ સંબંધી સ્થિરાંકમાં ફાળો આપે તેવી અપેક્ષા છે, જે બદલામાં બ્રહ્માંડના ઝડપી વિસ્તરણને અવરોધે છે. જો કે, બ્રહ્માંડ સંબંધી સ્થિર સમસ્યા ભારપૂર્વક જણાવે છે કે શૂન્ય ઊર્જા ઘનતાના અવલોકન કરેલા મૂલ્યો અને ક્વોન્ટમ ક્ષેત્ર સિદ્ધાંત દ્વારા મેળવેલા શૂન્ય-બિંદુ ઊર્જાના સૈદ્ધાંતિક મોટા મૂલ્ય વચ્ચે ભારે મતભેદ છે; આ સમસ્યા વણઉકેલાયેલી છે. તેની વાસ્તવિક પ્રકૃતિથી સ્વતંત્ર રીતે, શ્યામ ઊર્જાને બ્રહ્માંડના વિસ્તરણના અવલોકન કરેલ પ્રવેગને સમજાવવા માટે મજબૂત નકારાત્મક દબાણની જરૂર પડશે. સામાન્ય સાપેક્ષતા અનુસાર, પદાર્થની અંદરનું દબાણ અન્ય પદાર્થો માટે તેના ગુરુત્વાકર્ષણીય આકર્ષણમાં ફાળો આપે છે, જેમ કે તેની દળ ઘનતા કરે છે. આવું થાય છે કારણ કે ભૌતિક જથ્થો જે દ્રવ્યને ગુરુત્વાકર્ષણીય અસરો પેદા કરવા માટેનું કારણ બને છે તે તણાવ-ઊર્જા ટેન્સર છે, જેમાં પદાર્થની ઊર્જા (અથવા દ્રવ્ય) ઘનતા અને તેના દબાણ બંનેનો સમાવેશ થાય છે. ફ્રીડમેન-લેમૈત્રે-રોબર્ટસન-વૉકર મેટ્રિકમાં, તે દર્શાવી શકાય છે કે સમગ્ર બ્રહ્માંડમાં મજબૂત સતત નકારાત્મક દબાણ (એટલે કે, તણાવ) જો બ્રહ્માંડ પહેલેથી જ વિસ્તરી રહ્યું હોય તો વિસ્તરણમાં પ્રવેગનું કારણ બને છે, અથવા જો બ્રહ્માંડ પહેલેથી જ સંકોચાઈ રહ્યું હોય તો સંકોચનમાં ઘટાડો થાય છે. આ ઝડપી વિસ્તરણ અસરને કેટલીકવાર "ગુરુત્વાકર્ષણીય પ્રતિકર્ષણ" તરીકે ઓળખવામાં આવે છે. તકનીકી વ્યાખ્યા પ્રમાણભૂત બ્રહ્માંડશાસ્ત્રમાં બ્રહ્માંડના ત્રણ ઘટકો છેઃ દ્રવ્ય, કિરણોત્સર્ગ અને શ્યામ ઊર્જા. દ્રવ્ય એ એવી કોઈ પણ વસ્તુ છે જેની ઊર્જા ઘનતા સ્કેલ પરિબળના વ્યસ્ત સમઘન સાથે માપવામાં આવે છે, એટલે કે, જ્યારે કિરણોત્સર્ગ એ એવી કોઈ પણ વસ્તુ છે જે સ્કેલ પરિબળ () ની વ્યસ્ત ચોથી ઘાત સાથે માપવામાં આવે છે. આને સહજ ભાવે સમજી શકાય છેઃ સમઘન આકારના બૉક્સમાં એક સામાન્ય કણ માટે, બૉક્સની ધારની લંબાઈને બમણી કરવાથી ઘનતા (અને તેથી ઊર્જાની ઘનતા) આઠ (23) ના પરિબળ દ્વારા ઘટે છે. કિરણોત્સર્ગ માટે, ઊર્જાની ઘનતામાં ઘટાડો વધારે છે, કારણ કે અવકાશી અંતરમાં વધારો પણ રેડશિફ્ટનું કારણ બને છે. અંતિમ ઘટક શ્યામ ઊર્જા છેઃ તે જગ્યાનો આંતરિક ગુણધર્મ છે અને વિચારણા હેઠળના કદના પરિમાણોને ધ્યાનમાં લીધા વિના સતત ઊર્જાની ઘનતા ધરાવે છે. આમ, સામાન્ય દ્રવ્યથી વિપરીત, તે જગ્યાના વિસ્તરણ દ્વારા પાતળું થતું નથી. અસ્તિત્વના પુરાવા શ્યામ ઊર્જા માટેના પુરાવા પરોક્ષ છે પરંતુ તે ત્રણ સ્વતંત્ર સ્રોતોમાંથી આવે છેઃ અંતર માપન અને રેડશિફ્ટ સાથેનો તેમનો સંબંધ, જે સૂચવે છે કે બ્રહ્માંડ તેના જીવનના ઉત્તરાર્ધમાં વધુ વિસ્તર્યું છે. અવલોકનક્ષમ રીતે સપાટ બ્રહ્માંડ (કોઈપણ શોધી શકાય તેવા વૈશ્વિક વળાંકની ગેરહાજરી) રચવા માટે દ્રવ્ય વિનાની વધારાની ઊર્જા અથવા શ્યામ દ્રવ્યની સૈદ્ધાંતિક જરૂરિયાત. બ્રહ્માંડમાં સામૂહિક ઘનતાના મોટા પાયે તરંગ પેટર્નના માપ. 1998માં, હાઈ-ઝેડ સુપરનોવા સર્ચ ટીમે ટાઇપ આઇએ ("વન-એ") સુપરનોવાના અવલોકનો પ્રકાશિત કર્યા હતા. 1999 માં, સુપરનોવા કોસ્મોલોજી પ્રોજેક્ટ સૂચવે છે કે બ્રહ્માંડનું વિસ્તરણ ઝડપી થઈ રહ્યું છે. 2011 નો ભૌતિકશાસ્ત્રનો નોબેલ પુરસ્કાર સાઉલ પર્લમટર, બ્રાયન પી. શ્મિટ અને એડમ જી. રીસને શોધમાં તેમના નેતૃત્વ માટે એનાયત કરવામાં આવ્યો હતો. ત્યારથી, આ અવલોકનોને કેટલાક સ્વતંત્ર સ્રોતો દ્વારા સમર્થન આપવામાં આવ્યું છે. કોસ્મિક માઇક્રોવેવ બેકગ્રાઉન્ડ, ગુરુત્વાકર્ષણીય લેન્સિંગ અને બ્રહ્માંડની મોટા પાયે રચના, તેમજ સુપરનોવાના સુધારેલા માપ, લામ્બડા-સી. ડી. એમ. મોડેલ સાથે સુસંગત રહ્યા છે. કેટલાક લોકો એવી દલીલ કરે છે કે શ્યામ ઊર્જાના અસ્તિત્વ માટેના એકમાત્ર સંકેતો અંતર માપન અને તેમના સંબંધિત રેડશિફ્ટના અવલોકનો છે. કોસ્મિક માઇક્રોવેવ બેકગ્રાઉન્ડ અનિસોટ્રોપીઝ અને બેરિયોન એકોસ્ટિક ઓસિલેશન માત્ર એ દર્શાવવા માટે કામ કરે છે કે આપેલ રેડશિફ્ટનું અંતર "ધૂળવાળું" ફ્રીડમેન-લેમૈત્રે બ્રહ્માંડ અને સ્થાનિક માપેલા હબલ અચળાંકથી અપેક્ષિત કરતાં વધારે છે. સુપરનોવા બ્રહ્માંડશાસ્ત્ર માટે ઉપયોગી છે કારણ કે તેઓ બ્રહ્માંડ સંબંધી અંતર પર ઉત્તમ પ્રમાણભૂત મીણબત્તીઓ છે. તેઓ સંશોધકોને પદાર્થના અંતર અને તેના રેડશિફ્ટ વચ્ચેના સંબંધને જોઈને બ્રહ્માંડના વિસ્તરણ ઇતિહાસને માપવાની મંજૂરી આપે છે, જે દર્શાવે છે કે તે આપણાથી કેટલી ઝડપથી દૂર થઈ રહ્યું છે. હબલના કાયદા અનુસાર આ સંબંધ લગભગ રેખીય છે. રેડશિફ્ટને માપવું પ્રમાણમાં સરળ છે, પરંતુ ઑબ્જેક્ટનું અંતર શોધવું વધુ મુશ્કેલ છે. સામાન્ય રીતે, ખગોળશાસ્ત્રીઓ પ્રમાણભૂત મીણબત્તીઓનો ઉપયોગ કરે છેઃ એવી વસ્તુઓ કે જેના માટે આંતરિક તેજ અથવા સંપૂર્ણ તીવ્રતા જાણીતી છે. આ પદાર્થના અંતરને તેની વાસ્તવિક અવલોકન કરેલી તેજ અથવા સ્પષ્ટ તીવ્રતાથી માપવાની મંજૂરી આપે છે. પ્રકાર આઇએ સુપરનોવા તેમની આત્યંતિક અને સુસંગત તેજસ્વીતાને કારણે બ્રહ્માંડ સંબંધી અંતરમાં સૌથી વધુ જાણીતી પ્રમાણભૂત મીણબત્તીઓ છે. સુપરનોવાના તાજેતરના અવલોકનો શ્યામ ઊર્જાના 71.3% અને શ્યામ દ્રવ્ય અને બેરિયોનિક દ્રવ્યના સંયોજનના 27.4% થી બનેલા બ્રહ્માંડ સાથે સુસંગત છે. મોટા પાયે માળખું બ્રહ્માંડમાં માળખાઓ (તારાઓ, ચતુષ્કોણ, તારાવિશ્વો અને આકાશગંગાના જૂથો અને સમૂહો) ની રચનાને નિયંત્રિત કરતી મોટા પાયે રચનાનો સિદ્ધાંત પણ સૂચવે છે કે બ્રહ્માંડમાં દ્રવ્યની ઘનતા નિર્ણાયક ઘનતાના માત્ર 30 ટકા છે. 2011 ના સર્વેક્ષણ, 200,000 થી વધુ તારાવિશ્વોના વિગ્લેઝ ગેલેક્સી સર્વેક્ષણ, શ્યામ ઊર્જાના અસ્તિત્વ તરફ વધુ પુરાવા પૂરા પાડે છે, જો કે તેની પાછળનું ચોક્કસ ભૌતિકશાસ્ત્ર અજ્ઞાત છે. ઓસ્ટ્રેલિયન એસ્ટ્રોનોમિકલ ઓબ્ઝર્વેટરીના વિગ્લેઝેડ સર્વેક્ષણમાં તારાવિશ્વોની રેડશિફ્ટ નક્કી કરવા માટે સ્કેન કરવામાં આવ્યું હતું. પછી, તારાવિશ્વોથી ઘેરાયેલા બેરિયોન એકોસ્ટિક ઓસિલેશન નિયમિત રીતે ≈150 એમ. પી. સી. વ્યાસના શૂન્યને છોડી દે છે તે હકીકતનો ઉપયોગ કરીને, શૂન્યાવકાશોનો ઉપયોગ પ્રમાણભૂત શાસકો તરીકે તારાવિશ્વો સુધીના 2,000 એમ. પી. સી. (રેડશિફ્ટ 0.6) સુધીના અંતરનો અંદાજ કાઢવા માટે કરવામાં આવ્યો હતો, જે તારાવિશ્વોની તેમની રેડશિફ્ટ અને અંતરની ગતિનો સચોટ અંદાજ કાઢવાની મંજૂરી આપે છે. આ માહિતી બ્રહ્માંડની અડધી ઉંમર (7 અબજ વર્ષ) સુધી કોસ્મિક પ્રવેગની પુષ્ટિ કરે છે અને તેની એકરૂપતાને 10 માં 1 ભાગ સુધી મર્યાદિત કરે છે. આ સુપરનોવાથી સ્વતંત્ર કોસ્મિક પ્રવેગની પુષ્ટિ કરે છે. કોસ્મિક માઇક્રોવેવ બેકગ્રાઉન્ડ બ્રહ્માંડમાં દ્રવ્યની કુલ માત્રા સાથે અવકાશની માપેલી ભૂમિતિને સમાધાન કરવા માટે, ગમે તે સ્વરૂપમાં શ્યામ ઊર્જાનું અસ્તિત્વ જરૂરી છે. કોસ્મિક માઇક્રોવેવ બેકગ્રાઉન્ડ અનિસોટ્રોપીઝના માપન સૂચવે છે કે બ્રહ્માંડ સપાટની નજીક છે. બ્રહ્માંડના આકારને સપાટ બનાવવા માટે, બ્રહ્માંડની દળ-ઊર્જાની ઘનતા નિર્ણાયક ઘનતા જેટલી હોવી જોઈએ. બ્રહ્માંડમાં દ્રવ્યની કુલ માત્રા (બેરિયોન અને શ્યામ દ્રવ્ય સહિત), કોસ્મિક માઇક્રોવેવ બેકગ્રાઉન્ડ સ્પેક્ટ્રમમાંથી માપવામાં આવે છે, જે નિર્ણાયક ઘનતાના માત્ર 30 ટકા જેટલો હિસ્સો ધરાવે છે. આ સૂચવે છે કે બાકીના 70 ટકા માટે ઊર્જાના વધારાના સ્વરૂપનું અસ્તિત્વ છે. વિલ્કિન્સન માઇક્રોવેવ એનિસોટ્રોપી પ્રોબ (ડબલ્યુએમએપી) અવકાશયાનના સાત વર્ષના વિશ્લેષણમાં 72.8% શ્યામ ઊર્જા, 22.7% શ્યામ દ્રવ્ય અને 4.5% સામાન્ય દ્રવ્યથી બનેલા બ્રહ્માંડનો અંદાજ લગાવવામાં આવ્યો હતો. કોસ્મિક માઇક્રોવેવ બેકગ્રાઉન્ડના પ્લેન્ક અવકાશયાનના અવલોકનોના આધારે 2013 માં કરવામાં આવેલા કાર્યોએ 68.3% ડાર્ક એનર્જી, 26.8% ડાર્ક મેટર અને 4.9% સામાન્ય દ્રવ્યનો વધુ સચોટ અંદાજ આપ્યો હતો. વિલંબિત સંકલિત સૅશ-વુલ્ફ અસર ઝડપી કોસ્મિક વિસ્તરણ ગુરુત્વાકર્ષણીય સંભવિત કુવાઓ અને ટેકરીઓને સપાટ બનાવે છે કારણ કે ફોટોન તેમાંથી પસાર થાય છે, વિશાળ સુપરવોઇડ્સ અને સુપરક્લસ્ટર્સ સાથે ગોઠવાયેલા કોસ્મિક માઇક્રોવેવ બેકગ્રાઉન્ડ પર ઠંડા સ્થળો અને હોટ સ્પોટ્સ ઉત્પન્ન કરે છે. આ કહેવાતી લેટ-ટાઇમ ઇન્ટિગ્રેટેડ સૅશ-વુલ્ફ ઇફેક્ટ (ISW) એ સપાટ બ્રહ્માંડમાં શ્યામ ઊર્જાનો સીધો સંકેત છે. તે 2008 માં હો એટ અલ દ્વારા ઉચ્ચ મહત્વ પર નોંધવામાં આવ્યું હતું. અને Giannantonio et al. ઓબ્ઝર્વેશનલ હબલ કોન્સ્ટન્ટ ડેટા (ઓએચડી) દ્વારા શ્યામ ઊર્જાના પુરાવા ચકાસવા માટેનો એક નવો અભિગમ, જેને કોસ્મિક ક્રોનોમીટર તરીકે પણ ઓળખવામાં આવે છે, તેણે તાજેતરના વર્ષોમાં નોંધપાત્ર ધ્યાન ખેંચ્યું છે. હબલ અચળાંક, H (z), બ્રહ્માંડ સંબંધી રેડશિફ્ટના કાર્ય તરીકે માપવામાં આવે છે. ઓ. એચ. ડી. નિષ્ક્રિય રીતે વિકસતી પ્રારંભિક પ્રકારની તારાવિશ્વોને "કોસ્મિક ક્રોનોમીટર" તરીકે લઈને બ્રહ્માંડના વિસ્તરણ ઇતિહાસને સીધો ટ્રેક કરે છે. આ બિંદુથી, આ અભિગમ બ્રહ્માંડમાં પ્રમાણભૂત ઘડિયાળો પ્રદાન કરે છે. આ વિચારનું મૂળ આ કોસ્મિક ક્રોનોમીટરના રેડશિફ્ટના કાર્ય તરીકે વિભેદક વય ઉત્ક્રાંતિનું માપન છે. આમ, તે હબલ પરિમાણનો સીધો અંદાજ પૂરો પાડે છે વિભેદક જથ્થા પર નિર્ભરતા, વધુ માહિતી લાવે છે અને ગણતરી માટે આકર્ષક છેઃ તે ઘણા સામાન્ય મુદ્દાઓ અને વ્યવસ્થિત અસરોને ઘટાડી શકે છે. સુપરનોવા અને બેરિયોન એકોસ્ટિક ઓસિલેશન (બી. એ. ઓ.) નું વિશ્લેષણ હબલ પરિમાણના સંકલન પર આધારિત છે, જ્યારે તે તેને સીધા માપે છે. આ કારણોસર, આ પદ્ધતિનો ઉપયોગ ઝડપી કોસ્મિક વિસ્તરણની તપાસ કરવા અને શ્યામ ઊર્જાના ગુણધર્મોનો અભ્યાસ કરવા માટે વ્યાપકપણે કરવામાં આવે છે. ડાર્ક એનર્જીના સિદ્ધાંતો અજ્ઞાત ગુણધર્મો સાથે કાલ્પનિક બળ તરીકે ડાર્ક એનર્જીની સ્થિતિ તેને સંશોધનનું સક્રિય લક્ષ્ય બનાવે છે. સમસ્યા પર વિવિધ ખૂણાઓથી હુમલો કરવામાં આવે છે, જેમ કે ગુરુત્વાકર્ષણના પ્રવર્તમાન સિદ્ધાંત (સામાન્ય સાપેક્ષતા) માં ફેરફાર કરવો, શ્યામ ઊર્જાના ગુણધર્મોને ઓળખવાનો પ્રયાસ કરવો અને નિરીક્ષણ માહિતીને સમજાવવા માટે વૈકલ્પિક રીતો શોધવી. બ્રહ્માંડ સંબંધી અચળાંક શ્યામ ઊર્જા માટેનું સૌથી સરળ સમજૂતી એ છે કે તે અવકાશની આંતરિક, મૂળભૂત ઊર્જા છે. આ બ્રહ્માંડ સંબંધી અચળાંક છે, જે સામાન્ય રીતે ગ્રીક અક્ષર (લામ્બડા, તેથી તેનું નામ લામ્બડા-સી. ડી. એમ. મોડેલ) દ્વારા રજૂ થાય છે. ઊર્જા અને દળ સમીકરણ અનુસાર સંબંધિત હોવાથી આઈન્સ્ટાઈનનો સામાન્ય સાપેક્ષતાના સિદ્ધાંત આગાહી કરે છે કે આ ઊર્જાની ગુરુત્વાકર્ષણીય અસર પડશે. તેને કેટલીકવાર શૂન્યાવકાશ ઊર્જા કહેવામાં આવે છે કારણ કે તે ખાલી જગ્યાની ઊર્જા ઘનતા છે-શૂન્યાવકાશ. એક મોટી બાકી સમસ્યા એ છે કે સમાન ક્વોન્ટમ ક્ષેત્ર સિદ્ધાંતો એક વિશાળ બ્રહ્માંડ સંબંધી અચળાંકની આગાહી કરે છે, જે લગભગ 120 ક્રમની તીવ્રતા ખૂબ મોટી છે. આને લગભગ, પરંતુ બરાબર નહીં, વિપરીત નિશાનીની સમાન મોટી મુદત દ્વારા રદ કરવાની જરૂર પડશે. કેટલાક સુપરસિમેટ્રિક સિદ્ધાંતો માટે બ્રહ્માંડ સંબંધી અચળાંકની જરૂર પડે છે જે બરાબર શૂન્ય હોય છે. ઉપરાંત, તે અજ્ઞાત છે કે સ્ટ્રિંગ થિયરીમાં હકારાત્મક બ્રહ્માંડ સંબંધી અચળાંક સાથે મેટાસ્ટેબલ વેક્યૂમ સ્થિતિ છે કે કેમ, અને તે ઉલ્ફ ડેનિયલસન એટ અલ દ્વારા અનુમાન કરવામાં આવ્યું છે. એવું કોઈ રાજ્ય અસ્તિત્વમાં નથી. આ અનુમાન શ્યામ ઊર્જાના અન્ય નમૂનાઓને નકારી નહીં શકે, જેમ કે ઉત્કૃષ્ટતા, જે શબ્દમાળા સિદ્ધાંત સાથે સુસંગત હોઈ શકે છે. શ્યામ ઊર્જાના ઉત્કૃષ્ટતા નમૂનાઓમાં, સ્કેલ પરિબળનું અવલોકન કરેલું પ્રવેગક ગતિશીલ ક્ષેત્રની સંભવિત ઊર્જાને કારણે થાય છે, જેને ઉત્કૃષ્ટતા ક્ષેત્ર તરીકે ઓળખવામાં આવે છે. ક્વિંટસેન્સ બ્રહ્માંડ સંબંધી અચળાંકથી અલગ છે કારણ કે તે જગ્યા અને સમયમાં બદલાઈ શકે છે. તે પદાર્થ જેવી રચના ન બનાવે તે માટે, ક્ષેત્ર ખૂબ જ હળવું હોવું જોઈએ જેથી તેની મોટી કોમ્પટન તરંગલંબાઇ હોય. સૌથી સરળ દૃશ્યોમાં, ઉત્કૃષ્ટતા ક્ષેત્ર એક કેનોનિકલ કાઇનેટિક શબ્દ ધરાવે છે, જે ઓછામાં ઓછું ગુરુત્વાકર્ષણ સાથે જોડાયેલું હોય છે, અને તેના લેગ્રેન્જિયનમાં ઉચ્ચ ક્રમની કામગીરી દર્શાવતું નથી. ઉત્કૃષ્ટતાના કોઈ પુરાવા હજુ સુધી ઉપલબ્ધ નથી, ન તો તેને નકારી કાઢવામાં આવ્યા છે. તે સામાન્ય રીતે બ્રહ્માંડ સંબંધી અચળાંક કરતાં બ્રહ્માંડના વિસ્તરણના સહેજ ધીમા પ્રવેગની આગાહી કરે છે. કેટલાક વૈજ્ઞાનિકો માને છે કે સર્વોત્કૃષ્ટતા માટેનો શ્રેષ્ઠ પુરાવો આઈન્સ્ટાઈનના સમાનતા સિદ્ધાંતના ઉલ્લંઘન અને અવકાશ અથવા સમયના મૂળભૂત સ્થિરાંકોની વિવિધતામાંથી આવશે. કણ ભૌતિકશાસ્ત્ર અને તાર સિદ્ધાંતના પ્રમાણભૂત નમૂના દ્વારા સ્કેલર ક્ષેત્રોની આગાહી કરવામાં આવે છે, પરંતુ બ્રહ્માંડ સંબંધી સ્થિર સમસ્યા (અથવા બ્રહ્માંડ સંબંધી ફુગાવાના નમૂનાઓ બનાવવાની સમસ્યા) ની સમાન સમસ્યા ઊભી થાય છેઃ પુનઃનિર્ધારણ સિદ્ધાંત આગાહી કરે છે કે સ્કેલર ક્ષેત્રોએ મોટા દળો પ્રાપ્ત કરવા જોઈએ. સંયોગની સમસ્યા પૂછે છે કે બ્રહ્માંડનો પ્રવેગ જ્યારે શરૂ થયો ત્યારે શા માટે શરૂ થયો. જો બ્રહ્માંડમાં ત્વરણ અગાઉ શરૂ થયું હોત, તો તારાવિશ્વો જેવી રચનાઓને ક્યારેય રચવાનો સમય મળ્યો ન હોત, અને ઓછામાં ઓછું આપણે જાણતા હોઈએ તો જીવનને ક્યારેય અસ્તિત્વમાં રહેવાની તક મળી ન હોત. માનવશાસ્ત્રના સિદ્ધાંતના સમર્થકો આને તેમની દલીલોના સમર્થન તરીકે જુએ છે. જો કે, ઉત્કૃષ્ટતાના ઘણા નમૂનાઓમાં કહેવાતા "ટ્રેકર" વર્તન હોય છે, જે આ સમસ્યાનું સમાધાન કરે છે. આ નમૂનાઓમાં, ઉત્કૃષ્ટતા ક્ષેત્રની ઘનતા હોય છે જે દ્રવ્ય-વિકિરણ સમાનતા સુધી કિરણોત્સર્ગની ઘનતાને નજીકથી અનુસરે છે (પરંતુ તેનાથી ઓછી હોય છે), જે શ્રેષ્ઠતાને શ્યામ ઊર્જા તરીકે વર્તવાનું શરૂ કરવા માટે પ્રેરિત કરે છે, આખરે બ્રહ્માંડ પર પ્રભુત્વ ધરાવે છે. આ કુદરતી રીતે ડાર્ક એનર્જીનું નીચું ઉર્જા પ્રમાણ નક્કી કરે છે. 2004 માં, જ્યારે વૈજ્ઞાનિકો બ્રહ્માંડના ડેટા સાથે શ્યામ ઊર્જાના ઉત્ક્રાંતિને ફિટ કરે છે, ત્યારે તેમને જાણવા મળ્યું કે સ્થિતિનું સમીકરણ સંભવતઃ ઉપરથી નીચે સુધી બ્રહ્માંડ સંબંધી સતત સીમા (ડબલ્યુ = −1) ને વટાવી ગયું હતું. એક નો-ગો થીયરમ સાબિત થયું છે કે આ દૃશ્ય માટે ઓછામાં ઓછા બે પ્રકારના ઉત્કૃષ્ટતા ધરાવતા નમૂનાઓની જરૂર છે. આ દૃશ્ય કહેવાતા ક્વિન્ટમ દૃશ્ય છે. સર્વોત્કૃષ્ટતાના કેટલાક વિશેષ કિસ્સાઓમાં ફેન્ટમ ઊર્જા છે, જેમાં ઉત્કૃષ્ટતાની ઊર્જાની ઘનતા ખરેખર સમય સાથે વધે છે, અને કે-એસેન્સ (ગતિશીલ સર્વોત્કૃષ્ટતા માટે ટૂંકું) જે ગતિ ઊર્જાનું બિન-માનક સ્વરૂપ ધરાવે છે જેમ કે નકારાત્મક ગતિ ઊર્જા. તેમાં અસામાન્ય ગુણધર્મો હોઈ શકે છેઃ ઉદાહરણ તરીકે, ફેન્ટમ ઊર્જા, બિગ રિપનું કારણ બની શકે છે. સંશોધકોના એક જૂથે 2021માં દલીલ કરી હતી કે હબલ તણાવના અવલોકનો સૂચવી શકે છે કે બિન-શૂન્ય જોડાણ અચળાંકવાળા માત્ર સર્વોત્કૃષ્ટ નમૂનાઓ જ વ્યવહારુ છે. શ્યામ ઊર્જાની ક્રિયાપ્રતિક્રિયા આ વર્ગના સિદ્ધાંતો શ્યામ દ્રવ્ય અને શ્યામ ઊર્જા બંનેના સર્વગ્રાહી સિદ્ધાંતને એક જ ઘટના તરીકે રજૂ કરવાનો પ્રયાસ કરે છે જે વિવિધ ધોરણો પર ગુરુત્વાકર્ષણના નિયમોમાં ફેરફાર કરે છે. આ, ઉદાહરણ તરીકે, શ્યામ ઊર્જા અને શ્યામ દ્રવ્યને એક જ અજ્ઞાત પદાર્થના વિવિધ પાસાઓ તરીકે ગણી શકે છે, અથવા એવું માની શકે છે કે ઠંડા શ્યામ દ્રવ્ય શ્યામ ઊર્જામાં ક્ષીણ થાય છે. શ્યામ દ્રવ્ય અને શ્યામ ઊર્જાને એકીકૃત કરતા સિદ્ધાંતોના અન્ય વર્ગને સંશોધિત ગુરુત્વાકર્ષણના સહપરિવર્તન સિદ્ધાંતો હોવાનું સૂચવવામાં આવે છે. આ સિદ્ધાંતો અવકાશ સમયની ગતિશીલતાને એવી રીતે બદલી નાખે છે કે સંશોધિત ગતિશીલતા શ્યામ ઊર્જા અને શ્યામ દ્રવ્યની હાજરીને સોંપવામાં આવી છે. ડાર્ક એનર્જી સૈદ્ધાંતિક રીતે માત્ર બાકીના ડાર્ક સેક્ટર સાથે જ નહીં, પણ સામાન્ય દ્રવ્ય સાથે પણ ક્રિયાપ્રતિક્રિયા કરી શકે છે. જો કે, એકલા બ્રહ્માંડશાસ્ત્ર ડાર્ક એનર્જી અને બેરિયોન વચ્ચેના જોડાણની મજબૂતાઈને અસરકારક રીતે મર્યાદિત કરવા માટે પૂરતું નથી, જેથી અન્ય પરોક્ષ તકનીકો અથવા પ્રયોગશાળા શોધોને અપનાવવી પડે. 2020ના દાયકાની શરૂઆતમાં ટૂંકમાં એવું માનવામાં આવ્યું હતું કે ઇટાલીમાં XENon1T ડિટેક્ટરમાં જોવા મળેલો વધારાનો જથ્થો ડાર્ક એનર્જીના કાચંડો મોડેલને કારણે થયો હોઈ શકે છે, પરંતુ વધુ પ્રયોગોએ આ શક્યતાને નકારી કાઢી હતી. પરિવર્તનશીલ શ્યામ ઊર્જાના નમૂના બ્રહ્માંડના ઇતિહાસ દરમિયાન શ્યામ ઊર્જાની ઘનતા સમયાંતરે બદલાતી રહી હશે. આધુનિક નિરીક્ષણ માહિતી આપણને શ્યામ ઊર્જાની હાલની ઘનતાનો અંદાજ કાઢવાની મંજૂરી આપે છે. બેરિયોન એકોસ્ટિક ઓસિલેશનનો ઉપયોગ કરીને, બ્રહ્માંડના ઇતિહાસમાં શ્યામ ઊર્જાની અસર અને શ્યામ ઊર્જાની સ્થિતિના સમીકરણના અવરોધ પરિમાણોની તપાસ કરવી શક્ય છે. તે માટે, ઘણા મોડેલો પ્રસ્તાવિત કરવામાં આવ્યા છે. સૌથી લોકપ્રિય મોડેલોમાંનું એક છે શેવેલિયર-પોલારસ્કી-લિન્ડર મોડેલ (સી. પી. એલ.). કેટલાક અન્ય સામાન્ય નમૂનાઓ (બાર્બોઝા અને એલ્કેનિઝ) છે. 2008), (જસ્સલ એટ અલ. 2005), (વેટેરીચ. 2004), અને (ઓઝટાસ એટ અલ. 2018). નિરીક્ષણાત્મક સંશયવાદ શ્યામ ઊર્જાના કેટલાક વિકલ્પો, જેમ કે અસમરૂપ બ્રહ્માંડશાસ્ત્ર, સ્થાપિત સિદ્ધાંતોના વધુ શુદ્ધ ઉપયોગ દ્વારા નિરીક્ષણાત્મક માહિતીને સમજાવવાનો હેતુ ધરાવે છે. આ દૃશ્યમાં, શ્યામ ઊર્જા વાસ્તવમાં અસ્તિત્વમાં નથી, અને તે માત્ર એક માપન કલાકૃતિ છે. ઉદાહરણ તરીકે, જો આપણે અવકાશના સરેરાશ કરતાં વધુ ખાલી વિસ્તારમાં સ્થિત હોઈએ, તો અવલોકન કરાયેલ કોસ્મિક વિસ્તરણ દરને સમયની વિવિધતા અથવા પ્રવેગક તરીકે ભૂલથી ગણી શકાય. એક અલગ અભિગમ સમાનતા સિદ્ધાંતના બ્રહ્માંડશાસ્ત્રીય વિસ્તરણનો ઉપયોગ કરે છે તે બતાવવા માટે કે કેવી રીતે જગ્યા આપણા સ્થાનિક સમૂહની આસપાસના શૂન્યાવકાશમાં વધુ ઝડપથી વિસ્તરી રહી હોય તેવું લાગે છે. નબળા હોવા છતાં, અબજો વર્ષોથી સંચિત માનવામાં આવતી આવી અસરો નોંધપાત્ર બની શકે છે, જે કોસ્મિક પ્રવેગકનો ભ્રમ પેદા કરે છે, અને એવું લાગે છે કે જાણે આપણે હબલ પરપોટામાં રહીએ છીએ. તેમ છતાં અન્ય શક્યતાઓ એ છે કે બ્રહ્માંડનું ઝડપી વિસ્તરણ એ બાકીના બ્રહ્માંડમાં આપણી સાપેક્ષ ગતિને કારણે થતો ભ્રમ છે, અથવા ઉપયોગમાં લેવાતી આંકડાકીય પદ્ધતિઓ અપૂર્ણ હતી. પ્રયોગશાળામાં સીધી તપાસનો પ્રયાસ શ્યામ ઊર્જા સાથે સંકળાયેલ કોઈપણ બળને શોધવામાં નિષ્ફળ ગયો. શ્યામ ઊર્જાની નિરીક્ષણાત્મક સંશયવાદની સમજૂતીઓએ સામાન્ય રીતે બ્રહ્માંડશાસ્ત્રીઓમાં વધુ આકર્ષણ મેળવ્યું નથી. ઉદાહરણ તરીકે, સ્થાનિક બ્રહ્માંડની અનિસોટ્રોપી સૂચવતા પેપરને ડાર્ક એનર્જી તરીકે ખોટી રીતે રજૂ કરવામાં આવ્યું છે, જેનો મૂળ પેપરમાં ભૂલો હોવાનો દાવો કરતા અન્ય પેપર દ્વારા ઝડપથી સામનો કરવામાં આવ્યો હતો. પ્રકાર આઇએ સુપરનોવાની તેજસ્વીતા તારાઓની વસ્તીની ઉંમર સાથે બદલાતી નથી તેવી આવશ્યક ધારણા પર સવાલ ઉઠાવતા અન્ય અભ્યાસને પણ અન્ય બ્રહ્માંડશાસ્ત્રીઓ દ્વારા ઝડપથી રદિયો આપવામાં આવ્યો હતો. બ્લેક હોલ્સને કારણે સામાન્ય સાપેક્ષવાદી અસર તરીકે આ સિદ્ધાંત ફેબ્રુઆરી 2023 માં મનોઆ સંશોધકો ખાતે હવાઈ યુનિવર્સિટી દ્વારા ઘડવામાં આવ્યો હતો. વિચાર એ છે કે જો કોઈને ફ્રીડમેન-રોબર્ટસન-વૉકર મેટ્રિક (જે આધુનિક બ્રહ્માંડશાસ્ત્રની મૂળભૂત ધારણા છે તે આઇસોટ્રોપિક અને સજાતીય બ્રહ્માંડનું વર્ણન કરે છે) સાથે એસિમ્પ્ટોટ કરવા માટે કેર મેટ્રિક (જે ફરતા કાળા છિદ્રોને વર્ણવે છે) ની જરૂર હોય, તો તે શોધે છે કે બ્રહ્માંડ વિસ્તરે તેમ કાળા છિદ્રો દળ મેળવે છે. દર માપવામાં આવે છે, જ્યાં a એ સ્કેલ પરિબળ છે. આ ચોક્કસ દરનો અર્થ એ છે કે કાળા છિદ્રોની ઊર્જાની ઘનતા સમય જતાં સ્થિર રહે છે, જે શ્યામ ઊર્જાની નકલ કરે છે (ડાર્ક _ energy#Technical_definition જુઓ). આ સિદ્ધાંતને "કોસ્મોલોજિકલ કપલિંગ" કહેવામાં આવે છે કારણ કે કાળા છિદ્રો કોસ્મોલોજિકલ જરૂરિયાત સાથે જોડાય છે. અન્ય ખગોળશાસ્ત્રીઓ શંકાસ્પદ છે, વિવિધ કાગળો દાવો કરે છે કે સિદ્ધાંત અન્ય અવલોકનોને સમજાવવામાં નિષ્ફળ જાય છે. ત્વરણ ચલાવતી અન્ય પદ્ધતિ સંશોધિત ગુરુત્વાકર્ષણ શ્યામ ઊર્જા માટેના પુરાવા સામાન્ય સાપેક્ષતાના સિદ્ધાંત પર ભારે આધાર રાખે છે. તેથી, તે કલ્પના કરી શકાય છે કે સામાન્ય સાપેક્ષતામાં ફેરફાર પણ શ્યામ ઊર્જાની જરૂરિયાતને દૂર કરે છે. આવા ઘણા સિદ્ધાંતો છે, અને સંશોધન ચાલુ છે. બિન-ગુરુત્વાકર્ષણીય માધ્યમો (GW170817) દ્વારા માપવામાં આવેલા પ્રથમ ગુરુત્વાકર્ષણીય તરંગમાં ગુરુત્વાકર્ષણની ગતિનું માપન શ્યામ ઊર્જાની સ્પષ્ટતા તરીકે ઘણા સુધારેલા ગુરુત્વાકર્ષણીય સિદ્ધાંતોને નકારી કાઢે છે. એસ્ટ્રોફિઝિસ્ટ એથન સીગલ જણાવે છે કે, જ્યારે આવા વિકલ્પો મુખ્યપ્રવાહના પ્રેસ કવરેજ મેળવે છે, ત્યારે લગભગ તમામ વ્યાવસાયિક એસ્ટ્રોફિઝિસ્ટ્સને વિશ્વાસ છે કે ડાર્ક એનર્જી અસ્તિત્વમાં છે, અને સ્પર્ધાત્મક સિદ્ધાંતોમાંથી કોઈ પણ નિરીક્ષણોને પ્રમાણભૂત ડાર્ક એનર્જીની સમાન સ્તરની ચોકસાઇ સાથે સફળતાપૂર્વક સમજાવતું નથી. બ્રહ્માંડના ભાવિ માટે અસરો બ્રહ્માંડશાસ્ત્રીઓનો અંદાજ છે કે પ્રવેગક આશરે 5 અબજ વર્ષો પહેલા શરૂ થયો હતો. તે પહેલાં, એવું માનવામાં આવતું હતું કે દ્રવ્યના આકર્ષક પ્રભાવને કારણે વિસ્તરણ ઘટી રહ્યું હતું. વિસ્તરી રહેલા બ્રહ્માંડમાં શ્યામ દ્રવ્યની ઘનતા શ્યામ ઊર્જા કરતાં વધુ ઝડપથી ઘટે છે, અને આખરે શ્યામ ઊર્જા પ્રભુત્વ ધરાવે છે. ખાસ કરીને, જ્યારે બ્રહ્માંડનું કદ બમણું થાય છે, ત્યારે શ્યામ દ્રવ્યની ઘનતા અડધી થઈ જાય છે, પરંતુ શ્યામ ઊર્જાની ઘનતા લગભગ અપરિવર્તિત રહે છે (બ્રહ્માંડ સંબંધી અચળાંકના કિસ્સામાં તે બરાબર સ્થિર રહે છે). ડાર્ક એનર્જીના વિવિધ નમૂનાઓ માટે ભવિષ્યના અંદાજો ધરમૂળથી અલગ હોઈ શકે છે. બ્રહ્માંડ સંબંધી અચળાંક માટે, અથવા અન્ય કોઈ મોડેલ કે જે આગાહી કરે છે કે પ્રવેગક અનિશ્ચિત સમય સુધી ચાલુ રહેશે, તેનું અંતિમ પરિણામ એ હશે કે સ્થાનિક જૂથની બહારની તારાવિશ્વોમાં દૃષ્ટિની રેખા વેગ હશે જે સમયની સાથે સતત વધે છે, જે આખરે પ્રકાશની ઝડપને વટાવી જાય છે. આ વિશેષ સાપેક્ષતાનું ઉલ્લંઘન નથી કારણ કે અહીં વપરાયેલ "વેગ" ની કલ્પના સંદર્ભની સ્થાનિક જડતા માળખામાં વેગથી અલગ છે, જે હજુ પણ કોઈપણ વિશાળ પદાર્થ માટે પ્રકાશની ગતિ કરતા ઓછી હોવા માટે મર્યાદિત છે (બ્રહ્માંડશાસ્ત્રમાં સંબંધિત વેગની કોઈપણ કલ્પનાને વ્યાખ્યાયિત કરવાની સૂક્ષ્મતાઓની ચર્ચા માટે યોગ્ય અંતરના ઉપયોગો જુઓ). કારણ કે હબલ પરિમાણ સમયની સાથે ઘટતું જાય છે, વાસ્તવમાં એવા કિસ્સાઓ હોઈ શકે છે કે જ્યાં પ્રકાશ કરતાં વધુ ઝડપથી આપણી પાસેથી ખસી રહેલી આકાશગંગા સંકેત બહાર પાડવાનું સંચાલન કરે છે જે આખરે આપણા સુધી પહોંચે છે. જો કે, ઝડપી વિસ્તરણને કારણે, એવું અનુમાન કરવામાં આવે છે કે મોટાભાગની તારાવિશ્વો આખરે એક પ્રકારના બ્રહ્માંડ સંબંધી ઘટના ક્ષિતિજને પાર કરશે જ્યાં તેઓ તે બિંદુથી બહાર નીકળતો કોઈપણ પ્રકાશ અનંત ભવિષ્યમાં કોઈપણ સમયે આપણા સુધી પહોંચી શકશે નહીં કારણ કે પ્રકાશ ક્યારેય એવા બિંદુ સુધી પહોંચતો નથી જ્યાં આપણી તરફનો તેનો "વિશિષ્ટ વેગ" આપણાથી દૂર વિસ્તરણ વેગ કરતાં વધી જાય (વેગની આ બે કલ્પનાઓની ચર્ચા યોગ્ય અંતરના ઉપયોગોમાં પણ કરવામાં આવી છે). ડાર્ક એનર્જીને અચળ (બ્રહ્માંડ સંબંધી અચળાંક) માનીએ તો, આ બ્રહ્માંડ સંબંધી ઘટના ક્ષિતિજ સુધીનું વર્તમાન અંતર લગભગ 16 અબજ પ્રકાશ વર્ષ છે, જેનો અર્થ છે કે જો ઘટના 16 અબજ પ્રકાશ વર્ષ કરતાં ઓછી દૂર હોત તો હાલમાં બનતી ઘટનાનો સંકેત આખરે ભવિષ્યમાં આપણા સુધી પહોંચી શક્યો હોત, પરંતુ જો ઘટના 16 અબજ પ્રકાશ વર્ષ કરતાં વધુ દૂર હોત તો સંકેત ક્યારેય આપણા સુધી પહોંચ્યો ન હોત. જેમ જેમ તારાવિશ્વો આ બ્રહ્માંડ સંબંધી ઘટના ક્ષિતિજ પાર કરવાના બિંદુની નજીક પહોંચશે, તેમ તેમ તેમાંથી પ્રકાશ વધુને વધુ લાલ થઈ જશે, તે બિંદુ સુધી કે જ્યાં તરંગલંબાઇ વ્યવહારમાં શોધવા માટે ખૂબ મોટી થઈ જાય છે અને તારાવિશ્વો સંપૂર્ણપણે અદૃશ્ય થઈ જતા દેખાય છે (જુઓ વિસ્તરી રહેલા બ્રહ્માંડનું ભવિષ્ય). ગ્રહ પૃથ્વી, આકાશગંગા અને તારાવિશ્વોનું સ્થાનિક જૂથ કે જેનો આકાશગંગા એક ભાગ છે, તે બધા વર્ચ્યુઅલ રીતે અવ્યવસ્થિત રહેશે કારણ કે બાકીનું બ્રહ્માંડ દૃશ્યથી દૂર થઈ જાય છે અને અદૃશ્ય થઈ જાય છે. આ દૃશ્યમાં, સ્થાનિક જૂથ આખરે ગરમીના મૃત્યુનો ભોગ બનશે, જેમ કે કોસ્મિક પ્રવેગના માપન પહેલાં સપાટ, દ્રવ્ય-પ્રભુત્વ ધરાવતા બ્રહ્માંડ માટે પૂર્વધારણા કરવામાં આવી હતી. બ્રહ્માંડના ભવિષ્ય વિશે અન્ય, વધુ અનુમાનિત વિચારો છે. શ્યામ ઊર્જાનું ફેન્ટમ ઊર્જા મોડેલ અલગ વિસ્તરણમાં પરિણમે છે, જે સૂચવે છે કે શ્યામ ઊર્જાનું અસરકારક બળ બ્રહ્માંડમાં અન્ય તમામ દળો પર પ્રભુત્વ ધરાવે ત્યાં સુધી વધતું રહે છે. આ દૃશ્ય હેઠળ, શ્યામ ઊર્જા આખરે તારાવિશ્વો અને સૌરમંડળ સહિત તમામ ગુરુત્વાકર્ષણીય રીતે બંધાયેલી રચનાઓને તોડી નાખશે, અને આખરે વિદ્યુત અને પરમાણુ દળોને પાર કરીને અણુઓને અલગ પાડશે, બ્રહ્માંડનો અંત "બિગ રિપ" માં થશે. બીજી બાજુ, શ્યામ ઊર્જા સમય સાથે લુપ્ત થઈ શકે છે અથવા આકર્ષક પણ બની શકે છે. આવી અનિશ્ચિતતાઓ આખરે પ્રચલિત ગુરુત્વાકર્ષણની શક્યતાને ખુલ્લી પાડે છે અને બ્રહ્માંડ તરફ દોરી જાય છે જે "બિગ ક્રંચ" માં પોતાની જાતને સંકુચિત કરે છે, અથવા એક શ્યામ ઊર્જા ચક્ર પણ હોઈ શકે છે, જે બ્રહ્માંડના ચક્રીય મોડેલને સૂચવે છે જેમાં દરેક પુનરાવર્તન (બિગ બેંગ પછી આખરે એક બિગ ક્રંચ) લગભગ એક ટ્રિલિયન (1012) વર્ષ લે છે. જ્યારે આમાંથી કોઈ પણ નિરીક્ષણો દ્વારા સમર્થિત નથી, ત્યારે તેમને નકારી શકાય નહીં. વિજ્ઞાનની ફિલસૂફીમાં એસ્ટ્રોફિઝિસ્ટ ડેવિડ મેરિટ શ્યામ ઊર્જાને "સહાયક પૂર્વધારણા" ના ઉદાહરણ તરીકે ઓળખે છે, જે એક કામચલાઉ પૂર્વધારણા છે જે તેને ખોટી સાબિત કરતા અવલોકનોના જવાબમાં સિદ્ધાંતમાં ઉમેરવામાં આવે છે. તેઓ દલીલ કરે છે કે ડાર્ક એનર્જી પૂર્વધારણા એક પરંપરાગત પૂર્વધારણા છે, એટલે કે, એક પૂર્વધારણા જે કોઈ પ્રયોગમૂલક સામગ્રી ઉમેરતી નથી અને તેથી કાર્લ પોપર દ્વારા વ્યાખ્યાયિત અર્થમાં ખોટી છે. જો કે, તેમનો અભિપ્રાય સર્વસંમતિ નથી લાગતો અને બ્રહ્માંડશાસ્ત્રના ઇતિહાસ સાથે વિરોધાભાસી છે. આ પણ જુઓ કોન્ફોર્મલ ગ્રેવિટી ડાર્ક એનર્જી સ્પેક્ટ્રોસ્કોપિક ઇન્સ્ટ્રુમેન્ટ ડાર્ક મેટર ડી સિટર ઇનવેરિયન્ટ સ્પેશિયલ રિલેટિવિટી ઇલસ્ટ્રિસ પ્રોજેક્ટ ઇનહોમોજીનિયસ કોસ્મોલોજી જોઇન્ટ ડાર્ક એનર્જી મિશન નેગેટિવ માસ ક્વિન્ટેસેન્સઃ ધ સર્ચ ફોર મિસિંગ માસ ઇન ધ યુનિવર્સ ડાર્ક એનર્જી સર્વે ક્વોન્ટમ વેક્યૂમ સ્ટેટ નોટ્સ સંદર્ભો બાહ્ય કડીઓ યુક્લિડ ઇએસએ સેટેલાઇટ, જે ડાર્ક બ્રહ્માંડની ભૂમિતિને મેપ કરવા માટેનું મિશન છે "સર્વેઇંગ ધ ડાર્ક સાઇડ" 1998 નિયોલોજિઝમ્સ ડાર્ક કન્સેપ્ટ્સ ઇન એસ્ટ્રોફિઝિક્સ એનર્જી (ફિઝિક્સ) ફિઝિકલ કોસ્મોલોજી કોન્સેપ્ટ્સ ઇન એસ્ટ્રોનોમી અનસોલ્વ્ડ પ્રોબ્લેમ્સ ઇન એસ્ટ્રોનોમી ઇન ફિઝિક્સ