Το 1998, δύο ερευνητικές ομάδες συντάραξαν τον κόσμο της κοσμολογίας με τις ανεξάρτητες ανακοινώσεις τους, ότι η επέκταση του σύμπαντος επιταχύνεται. Μετρώντας την μετατόπιση προς το ερυθρό (Z) ή redshift του φωτός από τις σουπερνόβες τύπου Ia, τα αστέρια που εκρήγνυνται στο βαθύ διάστημα με μια χαρακτηριστική τρομακτική ενέργεια, το Πρόγραμμα Κοσμολογίας Υπερκαινοφανών του Εργαστηρίου του Μπέρκλεϋ καθώς και η δεύτερη ομάδα της Αναζήτησης Σουπερνοβών Υψηλού-Z, καθόρισαν ότι η επέκταση του κόσμου πραγματικά επιταχύνεται, κι όχι επιβραδύνεται. Στην άγνωστη δύναμη πίσω από αυτήν την επιταχυνόμενη επέκταση δόθηκε το όνομα "σκοτεινή ενέργεια".

Πριν από την ανακάλυψη της σκοτεινής ενέργειας, η συμβατική επιστημονική άποψη υποστήριζε ότι η Μεγάλη Έκρηξη είχε οδηγήσει σε μια διαστολή το σύμπαν, που αργότερα θα επιβραδυνόταν βαθμιαία από τη βαρύτητα. Εάν η ύλη που περιέχεται στον κόσμο πρόσφερε αρκετή βαρύτητα, μια ημέρα η διαστολή θα σταματούσε συνολικά και ο κόσμος θα ξαναγύριζε πίσω από αυτό που ξεκίνησε, με μια Μεγάλη Κρίσιμη Σύνθλιψη. Εάν όμως η βαρύτητα από την ύλη ήταν ανεπαρκής να σταματήσει εντελώς την επέκταση, τότε ο κόσμος θα συνέχιζε να απομακρύνεται για πάντα.

Από τις ανακοινώσεις τόσο του 1998 όσο και των επόμενων μετρήσεων, ξέρουμε ότι η επιταχυνόμενη επέκταση του κόσμου άρχισε κατά τα τελευταία 10 δισεκατομμύρια χρόνια.

Οι κοσμολόγοι εν συνεχεία προσπάθησαν να καθορίσουν τι είναι ακριβώς αυτή η σκοτεινή ενέργεια. Το 1917 ο Αϊνστάιν τροποποίησε τη Γενική Θεωρία της Σχετικότητάς του προσθέτοντάς της μια κοσμολογική σταθερά Λ, η οποία, εάν η τιμή της ήταν σωστή, θα επέτρεπε στον κόσμο να υπάρχει σε μια τέλεια ισορροπημένη, στατική κατάσταση. Αν και ο διασημότερος φυσικός της ιστορίας ονόμασε αργότερα την προσθήκη αυτής της σταθεράς σαν το "μεγαλύτερο σφάλμα του", η ανακάλυψη της σκοτεινής ενέργειας έχει αναβιώσει την ιδέα αυτή της κοσμολογικής σταθεράς Λ.

"Η κοσμολογική σταθερά ήταν μια ενέργεια του κενού χώρου που αντιτίθεται στην βαρύτητα για να μην 'τραβήξει' το σύμπαν προς τα μέσα", λέει ο Linder. "Ένα πρόβλημα με την κοσμολογική σταθερά είναι ότι είναι σταθερή, με την ίδια πυκνότητα της ενέργειας, την ίδια πίεση, και την ίδια εξίσωση της κατάστασης σε όλη τη διάρκεια του χρόνου. Η σκοτεινή ενέργεια, εντούτοις, έπρεπε να είναι αμελητέα στα πιο αρχικά στάδια του σύμπαντος διαφορετικά οι γαλαξίες και όλα τα αστέρια τους δεν θα είχαν σχηματιστεί ποτέ."

Η κοσμολογική σταθερά του Αϊνστάιν Λ για να μπορέσει να οδηγήσει τον κόσμο σε αυτό που βλέπουμε σήμερα, η ενεργειακή κλίμακα θα έπρεπε να είναι πολλές τάξεις μικρότερη από οτιδήποτε  άλλο στον κόσμο. Ενώ αυτό μπορεί να είναι πιθανό, ο Linder λέει, ότι δεν φαίνεται να είναι πιθανό. Γι αυτό και δόθηκε μια άλλη ιδέα, της πεμπτουσίας, που έτσι ονομαζόταν το πέμπτο στοιχείο των αρχαίων Ελλήνων. Μετά τον αέρα, τη γη, τη φωτιά, και το νερό το θεώρησαν σαν τη δύναμη που κρατούσε το φεγγάρι και τα αστέρια στη θέση τους.

Η πεμπτουσία όμως δεν είναι σταθερή αλλά είναι μια δυναμική - εξαρτώμενη από τον χρόνο και τον χώρο - μορφή ενέργειας με αρνητική πίεση επαρκή για να οδηγήσει στην επιταχυνόμενη διαστολή του σύμπαντος. Και ενώ η κοσμολογική σταθερά είναι μια πολύ συγκεκριμένη μορφή ενέργειας - η ενέργεια του κενού - η πεμπτουσία καλύπτει μια μεγάλη κατηγορία πιθανών ουσιών.

Για να περιορίσουν αυτές τις πιθανότητες για την πεμπτουσία και να δώσουν ευδιάκριτους στόχους στις βασικές δοκιμές που θα επιβεβαίωναν επίσης αυτήν ως πηγή της σκοτεινής ενέργειας, οι Linder και Caldwell χρησιμοποίησαν ένα βαθμωτό πεδίο ως πρότυπό τους. Ένα βαθμωτό πεδίο έχει μια τιμή σε κάθε σημείο αλλά δεν είναι ίδια για όλα τα σημεία στο διάστημα. Με αυτήν την προσέγγιση, οι κοσμολόγοι ήταν σε θέση να παρουσιάσουν την πεμπτουσία ως ένα βαθμωτό πεδίο που ξεκινά την δυναμική ενέργειά του από μια ελάχιστη τιμή. Για την κατανόηση της έννοιας της πεμπτουσίας, σκεφτείτε ένα σύνολο ελατηρίων κάτω από μια τάση - με διαφορετικό μήκος σε κάθε σημείο του χώρου - και την άσκηση μιας αρνητικής πίεσης που αντιδρά στη θετική πίεση της βαρύτητας.

Η κοσμολογική σταθερά του Αϊνστάιν αντιθέτως κάθε ελατήριο θα είχε το ίδιο μήκος και θα ήταν ακίνητο.

Με το σενάριο του 'ξεπαγώματος', η δυναμική ενέργεια του πεδίου της πεμπτουσίας ήταν "παγωμένη" στο χώρο έως ότου η μειούμενη πυκνότητα της ύλης του διαστελλόμενου σύμπαντος βαθμιαία την ελευθέρωσε. Στο σενάριο του 'παγωμένου' το πεδίο της πεμπτουσίας έχει κυλήσει προς την ελάχιστη δυναμική του ενέργεια καθώς το σύμπαν  υποβλήθηκε στη διαδικασία του πληθωρισμού, αλλά καθώς άρχισε να εξουσιάζει τον κόσμο, αυτή γίνεται βαθμιαία σταθερή.

Η πρόταση για το SNAP είναι στη διαδικασία της έρευνας και της αξιολόγησης από φυσικούς, αστρονόμους, και μηχανικούς στο εργαστήριο του Μπέρκλεϋ, σε συνεργασία με επιστήμονες από το πανεπιστήμιο της Καλιφόρνιας στο Μπέρκλευ και πολλά άλλα ιδρύματα. Το διαστημικό παρατηρητήριο SNAP χρειάζεται ένα τηλεσκόπιο τριών κατόπτρων των 2 μέτρων,  σε τροχιά στο βαθύ διάστημα, που θα χρησιμοποιηθεί για να βρει και να μετρήσει χιλιάδες σουπερνόβες τύπου Ia κάθε χρόνο.

Με αυτό το πρότζεκτ αναμένεται να συλλεχθούν δεδομένα από 300 εκατομμύρια γαλαξίες που καλύπτουν τα δύο τρίτα της ιστορίας του σύμπαντος. Έτσι, θα μάθουμε όχι μόνο τη σύνθεση της ύλης στο νεαρό σύμπαν, αλλά θα διακρίνουμε κα ποιο μοντέλο ισχύει: το μοντέλο της ενέργειας του κενού ή το μοντέλο της πεμπτουσίας.

Επίσης, αν ισχύει το μοντέλο της πεμπτουσίας οι μετρήσεις πρέπει να μας δώσουν αρκετές πληροφορίες για να δείξουν σαφώς ποιό σενάριο είναι το επικρατέστερο: του 'ξεπαγώματος' ή του 'παγωμένου' - είτε και κάτι άλλο εξ ολοκλήρου νέο και άγνωστο.

Και όπως λένε οι εμπνευστές του πειράματος εάν τα αποτελέσματα από τις μετρήσεις με το SNAP βρίσκονται έξω από τα δύο σενάρια, τότε πρέπει να κοιτάξουμε πέρα από την πεμπτουσία, ίσως ακόμη και στην πιο εξωτική φυσική, όπως μια τροποποίηση της Γενικής Θεωρίας της Σχετικότητας για να εξηγήσουμε τη σκοτεινή ενέργεια."

Αλλά μερικοί αστρονόμοι δεν πιστεύουν πως αυτή η κάμερα του SNAP θα μας αποκαλύψει πολλά από τα μυστικά του Σύμπαντος προς όφελος της μιας ή της άλλης θεωρίας. Από το Πανεπιστήμιο του Princeton, άλλοι ερευνητές πιστεύουν πως τα λάθη από τις μετρήσεις, πολλαπλασιάζονται από τις εξισώσεις, σε βαθμό που ένα λάθος μετρήσεων 1% γίνεται 40% λόγω κακών υπολογισμών στις εξισώσεις.

Άρθρο των R.R. Caldwell and Eric V. Linder