一個多世紀前，阿爾伯特·愛因斯坦將他的注意力從重力本身轉向整個宇宙的命運。1917年，在他發展出廣義相對論後不久，他開始將他的新方程式應用於宇宙學。廣義相對論改變了我們對重力的理解，因此探究這些方程式在最大尺度上對宇宙有何指示，是合乎邏輯的。

重力是自然的起點。平均而言，宇宙是電中性的，這意味著電磁學不會主導其大尺度行為。愛因斯坦也不知道強核力和弱核力（公平地說，當時沒有人知道），但這些交互作用只在非常短的距離內發生。

愛因斯坦出乎意料的動態宇宙

對於宇宙學而言，重力決定了物質在極大尺度上的行為。如果你想像一堆代表「一個宇宙」的物質，愛因斯坦的方程式可以告訴你這堆物質應該如何演變。

愛因斯坦發現的結果令他驚訝。廣義相對論並未自然地描述一個永遠保持不變的宇宙。相反地，方程式指向一個動態的宇宙，它將會膨脹或收縮。這個結論與當時普遍的觀點相衝突，當時的觀點認為宇宙是靜態的，並且在整個宇宙歷史中基本保持不變。

愛因斯坦的回應是將一個「宇宙常數」加入他的方程式，以希臘字母 Lambda 表示。廣義相對論已經允許這種項的存在。簡單來說，它就像一種內建於時空本身的重力影響，即使在沒有其他物質的空間中也能存在。根據其值，這種效應可以產生吸引或排斥。愛因斯坦選擇了一個值來抵消物質的重力吸引，從而使宇宙保持穩定。

膨脹的宇宙改變一切

幾年之內，埃德溫·哈伯將會發現宇宙正在膨脹。同時，像俄羅斯宇宙學家亞歷山大·弗里德曼這樣的理論家更字面地理解愛因斯坦的方程式，並發展出有助於支持大爆炸理論的理論基礎。

愛因斯坦最終放棄了宇宙常數。他後來告訴朋友，引入它曾是他「最大的錯誤」。

快轉到1998年。有兩個天文學家團隊試圖解決一個長期的爭議，即宇宙包含多少物質。不同的觀測產生了非常不同的估計，有些表明物質相對較少，有些則表明物質較多。

天文學家已經知道宇宙正在膨脹。然而，由於物質產生重力，這些物質應該會逐漸減緩膨脹。透過測量膨脹減速的程度，研究人員希望能確定實際有多少物質存在。

相反地，他們發現了相反的情況。

宇宙的膨脹並沒有減緩。它正在加速。

觀測仍然表明宇宙包含相對較少的物質，但即使這些物質也不足以解釋天文學家所看到的現象。似乎有什麼東西正在推動宇宙膨脹，使其隨著時間推移而加速。

最簡單的解釋是一個熟悉的現象：愛因斯坦的宇宙常數。一種產生宇宙排斥的恆定背景效應可以解釋觀測到的加速現象。在愛因斯坦拋棄這個想法幾十年後，他所謂的錯誤以主要解釋新數據的方式重現。

暗能量重塑現代宇宙學

在1980年代和1990年代，宇宙學家發展了一個越來越複雜的框架，這個框架被稱為宇宙學標準模型（物理學家傾向於將協調一致、合作、共識的模型稱為「標準」）。但宇宙膨脹正在加速的發現意味著該模型無法再以現有的形式存在。

它的替代品成為我們目前對宇宙自大爆炸以來如何演變的最佳描述：ΛCDM宇宙學。

Lambda 指的是宇宙常數，也稱為暗能量。CDM 代表冷暗物質，這是被認為佔據幾乎所有星系中大部分質量的物質類型。冷暗物質本身就是一個故事。這裡的重點是 Lambda。

一個非常成功的模型，但存在問題

ΛCDM 模型取得了非凡的成功。它也出奇地簡單，僅依賴少數可調整參數和廣義相對論框架內少量假設。

儘管簡單，該模型可以解釋各種各樣的觀測。它描述了宇宙的膨脹歷史、背景輻射的外觀、重子聲學振盪（BAO）特徵、星系的成長、大尺度宇宙結構的發展等等。

ΛCDM 已成為科學界研究最深入、測試最廣泛的理論之一。