Die Dunkle Energie ist ein hypothetischer Bestandteil des Universums, der für dessen beschleunigte Expansion verantwortlich gemacht wird. Sie stellt mit schätzungsweise 68 Prozent der gesamten Energiedichte des Kosmos den dominantesten Anteil dar und ist eine der größten ungelösten Fragen der modernen Physik und Kosmologie. Im Gegensatz zur Dunklen Materie, die gravitativ anzieht und sich in Halos um Galaxien ansammelt, übt die Dunkle Energie eine Art "negativen Druck" aus, der das Universum auseinanderdrückt und die Expansion beschleunigt.

Die Existenz der Dunklen Energie wurde Ende der 1990er Jahre durch Beobachtungen von Typ-Ia-Supernovae entdeckt. Zwei unabhängige Forschungsteams, das Supernova Cosmology Project und das High-Z Supernova Search Team, stellten fest, dass entfernte Supernovae schwächer leuchteten als erwartet. Dies deutete darauf hin, dass die Expansion des Universums nicht wie angenommen abbremste, sondern sich stattdessen beschleunigte. Für diese bahnbrechende Entdeckung erhielten Saul Perlmutter, Brian P. Schmidt und Adam G. Riess im Jahr 2011 den Nobelpreis für Physik.

Die genaue Natur der Dunklen Energie ist weiterhin unbekannt. Die populärste Erklärung ist die Kosmologische Konstante (Lambda, Λ), die bereits von Albert Einstein in seine Feldgleichungen der Allgemeinen Relativitätstheorie eingeführt wurde, um ein statisches Universum zu beschreiben. Nach der Entdeckung der Expansion des Universums verwarf Einstein diese Idee wieder. Heute wird die Kosmologische Konstante als eine Form der Vakuumenergie interpretiert, die dem leeren Raum selbst innewohnt. Gemäß der Quantenfeldtheorie sollte das Vakuum jedoch eine viel, viel höhere Energiedichte aufweisen, als die beobachtete Dunkle Energie nahelegt – ein Unterschied von über 120 Größenordnungen, bekannt als das "Vakuumenergie-Problem" oder "Problem der kosmologischen Konstante".

Andere Theorien versuchen, das Problem der Dunklen Energie ohne die Notwendigkeit einer extrem feingestimmten Kosmologischen Konstante zu lösen. Eine prominente Alternative ist die Quintessenz, ein dynamisches Skalarfeld, dessen Energiedichte sich im Laufe der kosmischen Geschichte ändern könnte. Im Gegensatz zur Kosmologischen Konstante, die konstant ist, würde die Quintessenz eine variable Dichte und einen variablen Druck aufweisen. Es gibt auch exotischere Theorien, die Modifikationen der Allgemeinen Relativitätstheorie vorschlagen oder zusätzliche Raumdimensionen einführen, um die beobachtete Beschleunigung zu erklären.

Die Dunkle Energie dominiert die Energiebilanz des Universums. Aktuelle Schätzungen basierend auf Daten des Planck-Satelliten und anderen kosmologischen Beobachtungen zeigen, dass das Universum zu etwa 68,3% aus Dunkler Energie, zu 26,8% aus Dunkler Materie und nur zu etwa 4,9% aus gewöhnlicher, baryonischer Materie besteht, aus der Sterne, Planeten und alles sichtbare Material aufgebaut sind. Diese Zusammensetzung hat tiefgreifende Auswirkungen auf die Vergangenheit, Gegenwart und Zukunft des Kosmos.

Die fortgesetzte Dominanz der Dunklen Energie wird voraussichtlich das endgültige Schicksal des Universums bestimmen. Wenn die Dunkle Energie eine konstante Energiedichte beibehält (wie die Kosmologische Konstante), wird das Universum weiterhin beschleunigt expandieren, was schließlich zu einem "Big Freeze" oder "Wärmetod" führen könnte, bei dem alle Strukturen durch die Expansion so weit voneinander entfernt werden, dass keine Wechselwirkungen mehr stattfinden können. Sollte die Dunkle Energie jedoch mit der Zeit stärker werden, könnte sie sogar zu einem "Big Rip" führen, bei dem die beschleunigte Expansion letztendlich Galaxien, Sterne und sogar Atome auseinanderreißen würde.

Die Erforschung der Dunklen Energie ist ein hochaktives Feld der modernen Astrophysik und Kosmologie. Große Observatorien und Forschungsprojekte wie das Dark Energy Survey (DES), das Euclid-Teleskop der ESA und das Nancy Grace Roman Space Telescope (ehemals WFIRST) sind darauf ausgelegt, präzisere Messungen der Expansion des Universums durchzuführen und die Eigenschaften der Dunklen Energie genauer zu charakterisieren. Ziel ist es, herauszufinden, ob die Dunkle Energie tatsächlich eine Kosmologische Konstante ist oder ob sie sich im Laufe der Zeit verändert, was Hinweise auf neue physikalische Gesetze jenseits des Standardmodells geben könnte. Die Entschlüsselung der Dunklen Energie ist entscheidend für unser Verständnis der fundamentalen Natur des Kosmos.