ב- 30 ביוני 1905 החל אלברט איינשטיין במהפכה עם פרסום תיאוריית היחסות המיוחדת. תיאוריה זו קבעה, בין היתר, כי מהירות האור בוואקום זהה לכל הצופים, ללא קשר למקור. בשנת 1915 הוא עקב אחר כך עם פרסום תיאוריית היחסות הכללית שלו, אשר טענה כי כוח הכובד משפיע על עיוות המרחב בזמן. במשך יותר ממאה שנים, תיאוריות אלו היו כלי חיוני באסטרופיזיקה, והסבירו את התנהגות היקום בקנה מידה נרחב.
עם זאת, מאז שנות התשעים האסטרונומים היו מודעים לעובדה שהיקום מתרחב בקצב מואץ. במאמץ להסביר את המכניקה העומדת מאחורי זה, הצעות נעו בין קיומה האפשרי של אנרגיה בלתי נראית (כלומר אנרגיה אפלה) לאפשרות שמשוואות השדה של איינשטיין ביחס כללי יכולות להתפרק. אך בזכות עבודתו האחרונה של צוות מחקר בינלאומי, ידוע כעת כי איינשטיין הצליח את זה לאורך כל הדרך.
הצוות - שהובל על ידי חוקרים מהמכון היפני לפיזיקה ומתמטיקה של היקום (Kavli IMPU) ואוניברסיטת טוקיו - יצר את ה- 3-D העמוק ביותר, באמצעות ספקטרוגרף רב-עצמים (FMOS) בטלסקופ סובארו. מפת היקום עד היום. על פי כל האזורים, מפה זו מכילה כ -3,000 גלקסיות והיא כוללת נפח שטח בגודל 13 מיליארד שנות אור.
כדי לבחון את התיאוריה של איינשטיין, הצוות - שהובל על ידי ד"ר Teppei Okumura, חוקר פרויקטים IPMU של Kavli - השתמש במידע שהושג על ידי פרויקט FastSound במהלך השנים האחרונות. כחלק מהמאמץ שלהם לברר את מקורות ההאצה הקוסמית, פרויקט זה מסתמך על נתונים שנאספו על ידי הטלסקופ סובארו כדי ליצור סקר המפקח על הסטת הגלקסיות האדומות.
ממה שנצפה במהלך 40 לילות (בין 2012 ל -2014), סקר FastSound הצליח לקבוע את מהירות המהיר והתקבצות של יותר מ -3,000 גלקסיות רחוקות. במדידת עיוותי החלל האדום שלהם כדי לראות כמה מהר הם עוברים, אוקומורה וצוותו הצליחו לעקוב אחר התפשטות הגלקסיות הללו למרחק של 13 מיליארד שנות אור.
זה היה הישג היסטורי, מאחר שדגמי תלת מימד קודמים של היקום לא הצליחו להגיע ליותר מעשרה מיליארד שנות אור. אבל בזכות ה- FMOS בטלסקופ סובארו, שיכול לנתח גלקסיות במרחק 12.4 עד 14.7 מיליארד שנות אור משם, הצליחה הקבוצה לשבור את השיא הזה. לאחר מכן הם השוו את התוצאות לסוג ההרחבה שחזה התיאוריה של איינשטיין, במיוחד הכללת הקבוע הקוסמולוגי שלו.
המקור שהוצג על ידי איינשטיין בשנת 1917 כתוספת לתיאוריית היחסות הכללית שלו, הקבוע הקוסמולוגי היה למעשה דרך להחזיק את כוח הכבידה ולהשיג יקום סטטי. ובעוד שאיינשטיין זנח את התיאוריה הזו כאשר אדווין האבל גילה שהיקום מתרחב, הוא הגיע מאז להיות חלק מקובל במודל הסטנדרטי של הקוסמולוגיה המודרנית (המכונה מודל Lambda-CDM).
מה שמצא צוות המחקר הוא שאפילו במרחק של 13 מיליארד שנות אור ליקום, כללי היחסות הכללית עדיין תקפים. "בדקנו את תיאוריית היחסות הכללית רחוק יותר ממי שהיה אי פעם אחר," אמר ד"ר אוקומורה. "זו זכות להיות מסוגלים לפרסם את התוצאות שלנו מאה שנה לאחר שאיינשטיין הציע את התיאוריה שלו."
תוצאות אלה עזרו לפתור משהו שאסטרונומים תמוהו עליו במשך עשרות שנים, והיה אם ניתן היה להראות כי הקבוע הקוסמולוגי של איינשטיין תואם את היקום המתרחב. ולמרות שניסויים שונים אישרו כי היחסות הכללית אכן תואמת נתונים תצפיתיים, הם היו מוגבלים במקצת בעבר.
לדוגמה, הניסוי "פאונד-רבקה", שהתקיים בשנת 1960, היה האישור הראשון לתורתו של איינשטיין. עם זאת, ניסוי זה, והרבים שבאו אחריו בעשורים שלאחר מכן, היו בעקיפין או מוגבלים למערכת השמש. ניסוי שנערך בשנת 2010 על ידי חוקרים מאוניברסיטת פרינסטון, אישר את היחסיות הכללית למרחק של 7 מיליארד שנות אור.
אולם עם ניסוי זה, אושרה היחסות הכללית למרחק של 13 מיליארד שנות אור, המהווה את הרוב המכריע של היקום שאנו יכולים לראות (שהם 13.8 מיליארד שנות אור). נראה כי אפילו מאה שנה לאחר מכן, התיאוריות של אינשטיין עדיין מחזיקות מעמד. ובהתחשב בכך שהוא טען פעם שהקבוע הקוסמולוגי הוא "החסר הגדול ביותר" בקריירה המדעית שלו!
