Tmavá energia je neviditeľná sila, ktorá zodpovedá za zrýchľujúce sa rozpínanie vesmíru. Hoci tvorí približne 70 percent celého kozmu, jej skutočná podstata zostáva jednou z najväčších záhad modernej fyziky. Zatiaľ čo tmavá hmota drží galaxie pokope gravitáciou, tmavá energia priestor aktívne rozťahuje. Vedci túto akceleráciu objavili koncom 20. storočia pri pozorovaní vzdialených supernov typu 1a, ktoré boli slabšie, než sa očakávalo – čo naznačovalo väčšiu vzdialenosť a rýchlejšie oddialenie. Za tento objav získali v roku 2011 Nobelovu cenu fyzici Adam Riess, Saul Perlmutter a Brian Schmidt.

Vedci skúmajú štyri hlavné teórie: energiu vákua z kvantovej fyziky, hypotetickú kvintesenciu ako energetickú tekutinu, kozmické vrásky v priestore alebo možnú potrebu upraviť Einsteinovu teóriu gravitácie. Keďže tmavá energia nevyžaruje svetlo, jej priamy detekciu nie je možné, a preto sa spoliehajú na nepriame metódy – najmä mapovanie tvaru obrovských vesmírnych prázdnot, kde jej vplyv dominuje.

Do výskumu sa zapájajú nové generácie ďalekohľadov. ESA už vyslala misiu Euclid, NASA pripravuje Vesmírny ďalekohľad Nancy Grace Romanovej, ktorý odštartuje v máji 2027, a pozemné Observatórium Vera C. Rubinovej sa zapojí v roku 2025. Prispieva aj SPHEREx a James Webb. Ich kombinované úsilie by mohlo priniesť prelom vo výskume kozmológie.