Στις 30 Ιουνίου 1905, ο Άλμπερτ Αϊνστάιν ξεκίνησε μια επανάσταση με τη δημοσίευση της θεωρίας της Ειδικής Σχετικότητας. Αυτή η θεωρία, μεταξύ άλλων, δήλωσε ότι η ταχύτητα του φωτός στο κενό είναι η ίδια για όλους τους παρατηρητές, ανεξάρτητα από την πηγή. Το 1915, το ακολούθησε με τη δημοσίευση της θεωρίας του για τη Γενική Σχετικότητα, η οποία ισχυρίστηκε ότι η βαρύτητα έχει στρεβλωτική επίδραση στο χωροχρόνο. Για πάνω από έναν αιώνα, αυτές οι θεωρίες υπήρξαν ουσιαστικό εργαλείο στην αστροφυσική, εξηγώντας τη συμπεριφορά του Σύμπαντος σε μεγάλη κλίμακα.
Ωστόσο, από τη δεκαετία του 1990, οι αστρονόμοι γνώριζαν το γεγονός ότι το Σύμπαν επεκτείνεται με επιταχυνόμενο ρυθμό. Σε μια προσπάθεια να εξηγήσουμε τους μηχανικούς πίσω από αυτό, οι προτάσεις κυμαίνονται από την πιθανή ύπαρξη μιας αόρατης ενέργειας (δηλ. Σκοτεινή Ενέργεια) έως την πιθανότητα να καταστραφούν οι εξισώσεις πεδίου της Γενικής Σχετικότητας του Αϊνστάιν. Αλλά χάρη στην πρόσφατη δουλειά μιας διεθνούς ερευνητικής ομάδας, είναι πλέον γνωστό ότι ο Αϊνστάιν το είχε πάντα.
Χρησιμοποιώντας το Fiber Multi-Object Spectrograph (FMOS) στο Τηλεσκόπιο Subaru, η ομάδα - την οποία ηγήθηκαν ερευνητές από το Ιαπωνικό Ινστιτούτο Φυσικής και Μαθηματικών του Σύμπαντος (Kavli IMPU) και το Πανεπιστήμιο του Τόκιο - δημιούργησε το βαθύτερο 3-D χάρτης του Σύμπαντος μέχρι σήμερα. Συνολικά, αυτός ο χάρτης περιέχει περίπου 3.000 γαλαξίες και περιλαμβάνει όγκο χώρου διαμέτρου 13 δισεκατομμυρίων ετών φωτός.
Για να δοκιμάσει τη θεωρία του Αϊνστάιν, η ομάδα - την οποία ηγήθηκε ο Δρ. Teppei Okumura, ερευνητής του έργου Kavli IPMU - χρησιμοποίησε πληροφορίες που ελήφθησαν από το FastSound Project τα τελευταία χρόνια. Στο πλαίσιο της προσπάθειάς τους να εξακριβώσουν την προέλευση της κοσμικής επιτάχυνσης, αυτό το έργο βασίζεται σε δεδομένα που συλλέγονται από το τηλεσκόπιο Subaru για να δημιουργήσουν μια έρευνα που παρακολουθεί την ερυθρή μετατόπιση των γαλαξιών.
Από αυτό που παρατηρήθηκε κατά τη διάρκεια των 40 διανυκτερεύσεων (μεταξύ 2012 και 2014), η Έρευνα FastSound κατάφερε να προσδιορίσει τις ταχύτητες και τη συγκέντρωση περισσότερων από 3.000 απομακρυσμένων γαλαξιών. Μετρώντας τις παραμορφώσεις του διαστήματος ερυθράς αλλαγής για να δουν πόσο γρήγορα κινούνται, ο Okumura και η ομάδα του κατάφεραν να παρακολουθήσουν την επέκταση αυτών των γαλαξιών σε απόσταση 13 δισεκατομμυρίων ετών φωτός.
Αυτό ήταν ένα ιστορικό επίτευγμα, δεδομένου ότι τα προηγούμενα τρισδιάστατα μοντέλα του Σύμπαντος δεν μπόρεσαν να φτάσουν πέρα από τα 10 δισεκατομμύρια έτη φωτός. Αλλά χάρη στο FMOS στο Τηλεσκόπιο Subaru, το οποίο μπορεί να αναλύσει γαλαξίες 12,4 έως 14,7 δισεκατομμύρια έτη φωτός μακριά, η ομάδα κατάφερε να σπάσει αυτό το ρεκόρ. Στη συνέχεια συνέκριναν τα αποτελέσματα με το είδος της επέκτασης που προέβλεπε η θεωρία του Αϊνστάιν, ιδιαίτερα η συμπερίληψη της κοσμολογικής σταθεράς του.
Αρχικά εισήχθη από τον Αϊνστάιν το 1917 ως προσθήκη στη θεωρία του για τη Γενική Σχετικότητα, η κοσμολογική σταθερά ήταν βασικά ένας τρόπος για να συγκρατήσει τη βαρύτητα και να επιτύχει ένα στατικό Σύμπαν. Και ενώ ο Αϊνστάιν εγκατέλειψε αυτή τη θεωρία όταν ο Edwin Hubble ανακάλυψε ότι το Σύμπαν επεκτάθηκε, έκτοτε έγινε αποδεκτό μέρος του τυπικού μοντέλου της σύγχρονης κοσμολογίας (γνωστό ως μοντέλο Lambda-CDM).
Αυτό που βρήκε η ερευνητική ομάδα ήταν ότι ακόμη και σε απόσταση 13 δισεκατομμυρίων ετών φωτός στο Σύμπαν, οι κανόνες της Γενικής Σχετικότητας εξακολουθούν να ισχύουν. «Δοκιμάσαμε τη θεωρία της γενικής σχετικότητας περισσότερο από οποιονδήποτε άλλο», δήλωσε ο Δρ Okumura. «Είναι προνόμιο να μπορούμε να δημοσιεύουμε τα αποτελέσματά μας 100 χρόνια αφότου ο Αϊνστάιν πρότεινε τη θεωρία του.»
Αυτά τα αποτελέσματα βοήθησαν να επιλυθεί κάτι που οι αστρονόμοι προβληματίζονταν εδώ και δεκαετίες, το οποίο ήταν εάν η κοσμολογική σταθερά του Αϊνστάιν θα μπορούσε να αποδειχθεί ότι είναι σύμφωνη με ένα διευρυνόμενο Σύμπαν. Και ενώ διάφορα πειράματα έχουν επιβεβαιώσει ότι η Γενική Σχετικότητα ταιριάζει με τα δεδομένα παρατήρησης, ήταν κάπως περιορισμένη στο παρελθόν.
Για παράδειγμα, το πείραμα Pound-Rebka, που πραγματοποιήθηκε το 1960, ήταν η πρώτη επιβεβαίωση της θεωρίας του Αϊνστάιν. Ωστόσο, αυτό το πείραμα, και τα πολλά που ακολούθησαν τις επόμενες δεκαετίες, είτε έμμεσα είτε περιορίστηκαν στο Ηλιακό Σύστημα. Ένα πείραμα του 2010 που διεξήχθη από ερευνητές από το Πανεπιστήμιο του Πρίνστον επιβεβαίωσε τη Γενική Σχετικότητα σε απόσταση 7 δισεκατομμυρίων ετών φωτός.
Αλλά με αυτό το πείραμα, η Γενική Σχετικότητα έχει επιβεβαιωθεί σε απόσταση 13 δισεκατομμυρίων ετών φωτός, η οποία αντιπροσωπεύει τη συντριπτική πλειονότητα του Σύμπαντος που μπορούμε να δούμε (δηλαδή 13,8 δισεκατομμύρια έτη φωτός). Φαίνεται ότι ακόμη και έναν αιώνα αργότερα, οι θεωρίες του Αϊνστάιν συνεχίζουν. Και λαμβάνοντας υπόψη ότι κάποτε ισχυρίστηκε ότι η κοσμολογική σταθερά ήταν το «μεγαλύτερο λάθος» της επιστημονικής του καριέρας!
