ダークエネルギーとは、負の反発力を持つエネルギーのことで、重力の反対の働きをすると考えられている。 宇宙が加速度的に膨張していることを示す遠方のIa型超新星の観測的特性を説明する仮説が立てられている。
Credit: Swinburne
ダークエネルギーは宇宙の質量エネルギー密度の72％を占めている。
1998年に2つの天文学者チームが、遠方のz~1型超新星は、膨張する（しかし減速する）宇宙のモデル予測よりわずかに暗すぎることを発表しました。 超新星が暗くなるには、より遠くに行かなければならず、そのためには宇宙の膨張が過去にゆっくりであったことが必要です。 両チームは、宇宙が加速度的に膨張している段階であることに合意しました。
20世紀初頭、アルバート・アインシュタインは「宇宙定数」(通常ギリシャ文字のラムダで象徴される)を提唱していました。 これは空の空間の真空エネルギーで、宇宙（一般相対性理論の場の方程式で予測される）を収縮や膨張させるのではなく、静止させるものでした。 これは、物質によって引き起こされる重力の収縮とバランスをとる方法を提供するものであった。 宇宙が膨張していることが確認されると、アインシュタインは急遽、宇宙定数を削除した。
他のタイプの暗黒エネルギーも提案されており、インフレーションに関連した宇宙磁場や、「クインテッセンス」と呼ばれる別の低エネルギー磁場があります。 ビッグバンから10-36秒後に起こったインフレーションは、宇宙を滑らかにし、幾何学的に平坦にする作用があります。 宇宙の密度がちょうど臨界密度に等しければ、宇宙の幾何学的な形は一枚の紙のように平らになる。 物質が支配する宇宙では、臨界密度（1m3あたり陽子6個分）は、いずれ崩壊する重い宇宙に必要な密度と、永遠に膨張する軽い宇宙に必要な密度のちょうど中間に位置しています。 天文学者が現在の宇宙の物質とエネルギーの量を測定すると、宇宙を平らにするのに必要な量の約30%しか得られない。 この質量エネルギー収支に暗黒エネルギーが加わることで、宇宙は平坦になるのです。
探査機WMAPは、宇宙の形状を測定しています。 もし宇宙が平らであれば、最も明るい宇宙マイクロ波背景の揺らぎ（あるいは「スポット」）は、約1度の大きさになるはずである。 WMAPはこのスポットの大きさを非常に高い精度で確認したのです。 5680>
Credit: P. P. G. Garnavich (Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics) and the High-z Supernova Search Team and NASA
Quintessence とは、古代ギリシャ人が空気、土、火、水に加えて、神秘の「第五元素」を表す言葉として使用したものに由来しています。 宇宙定数が特定のエネルギー形態、真空エネルギーであるのに対し、クインテッセンスは動的で時間発展的な、空間依存的なエネルギー形態です。 5680>
2つのエネルギーの比率とそれらが及ぼす圧力によって、真髄は引き合うことも反発することもできます。 それはp=wρの状態方程式（その圧力pと密度ρの関係）を持ち、ここでwは宇宙を支配するエネルギー成分の状態方程式に等しい。 wが-1/3以下に変化すると、加速膨張が始まる。 一方、宇宙定数は静的で、エネルギー密度は一定であり、wは-1である。 そのような研究の1つに、バリオニック音響振動（BAO）の測定がある。
ダークエネルギーの代替案も提案されている。 ある科学者は、我々の銀河は密度波の通過によって引き起こされた低密度の領域の中にあると提唱しています。 ビッグバンによって、この大規模な波が時空に発生したのでしょう。 この波が宇宙を移動するときに、数千万光年にわたる低密度の波紋を残し、その中に現在の銀河系があるのです。 しかし、このような時空間の性質の違いは、宇宙は大きなスケールでは均質であるとするコペルニクスの原則に反することになる。