Pada 30 Juni 1905, Albert Einstein memulai revolusi dengan penerbitan teori Relativitas Khusus. Teori ini, antara lain, menyatakan bahwa kecepatan cahaya dalam ruang hampa adalah sama untuk semua pengamat, terlepas dari sumbernya. Pada tahun 1915, ia menindaklanjutinya dengan menerbitkan teorinya tentang Relativitas Umum, yang menyatakan bahwa gravitasi memiliki efek melengkung pada ruang-waktu. Selama lebih dari seabad, teori-teori ini telah menjadi alat penting dalam astrofisika, menjelaskan perilaku Semesta dalam skala besar.
Namun, sejak 1990-an, para astronom telah menyadari fakta bahwa Semesta berkembang dengan kecepatan yang dipercepat. Dalam upaya untuk menjelaskan mekanisme di balik ini, berbagai saran telah berkisar dari kemungkinan adanya energi tak kasat mata (mis. Energi Gelap) hingga kemungkinan bahwa persamaan medan Einstein tentang Relativitas Umum dapat diruntuhkan. Tetapi berkat kerja tim peneliti internasional baru-baru ini, kini diketahui bahwa Einstein benar selama ini.
Menggunakan Fiber Multi-Object Spectrograph (FMOS) pada Teleskop Subaru, tim - yang dipimpin oleh para peneliti dari Institut Fisika dan Matematika Semesta Jepang (Kavli IMPU) dan Universitas Tokyo - menciptakan 3-D terdalam peta Semesta sampai saat ini. Semua mengatakan, peta ini berisi sekitar 3.000 galaksi dan mencakup volume ruang berukuran 13 miliar tahun cahaya.
Untuk menguji teori Einstein, tim - yang dipimpin oleh Dr. Teppei Okumura, Peneliti Proyek Kavli IPMU - menggunakan informasi yang diperoleh oleh Proyek FastSound selama beberapa tahun terakhir. Sebagai bagian dari upaya mereka untuk memastikan asal-usul percepatan kosmik, proyek ini bergantung pada data yang dikumpulkan oleh teleskop Subaru untuk membuat survei yang memantau pergeseran merah galaksi.
Dari apa yang diamati selama 40 malam (antara 2012 dan 2014), FastSound Survey mampu menentukan kecepatan dan pengelompokan lebih dari 3.000 galaksi jauh. Mengukur distorsi ruang pergeseran merah mereka untuk melihat seberapa cepat mereka bergerak, Okumura dan timnya mampu melacak ekspansi galaksi-galaksi ini hingga jarak 13 miliar tahun cahaya.
Ini adalah prestasi bersejarah, mengingat bagaimana model 3-D sebelumnya dari Semesta belum mampu mencapai lebih dari 10 miliar tahun cahaya. Namun berkat FMOS pada Subaru Telescope, yang dapat menganalisis galaksi 12,4 hingga 14,7 miliar tahun cahaya jauhnya, tim ini mampu memecahkan rekor ini. Mereka kemudian membandingkan hasilnya dengan jenis ekspansi yang diprediksi oleh teori Einstein, khususnya dimasukkannya konstanta kosmologisnya.
Awalnya diperkenalkan oleh Einstein pada tahun 1917 sebagai tambahan pada teorinya tentang Relativitas Umum, konstanta kosmologis pada dasarnya adalah cara untuk menahan gravitasi dan mencapai Semesta statis. Dan sementara Einstein meninggalkan teori ini ketika Edwin Hubble menemukan bahwa Semesta berkembang, sejak itu menjadi bagian yang diterima dari model standar kosmologi modern (dikenal sebagai model Lambda-CDM).
Apa yang ditemukan tim peneliti adalah bahwa bahkan pada jarak 13 miliar tahun cahaya ke Semesta, aturan Relativitas Umum masih berlaku. "Kami menguji teori relativitas umum lebih jauh dari yang pernah dimiliki orang lain," kata Dr. Okumura. "Merupakan hak istimewa untuk dapat mempublikasikan hasil kami 100 tahun setelah Einstein mengajukan teorinya."
Hasil ini telah membantu menyelesaikan sesuatu yang telah membingungkan para astronom selama beberapa dekade, yaitu apakah konstanta kosmologis Einstein dapat ditunjukkan konsisten dengan Universe yang mengembang. Dan sementara berbagai percobaan telah mengkonfirmasi bahwa Relativitas Umum memang cocok dengan data pengamatan, mereka agak terbatas di masa lalu.
Misalnya, percobaan Pound-Rebka, yang berlangsung pada tahun 1960, adalah konfirmasi pertama teori Einstein. Namun, percobaan ini, dan banyak yang mengikuti dalam dekade berikutnya, baik secara tidak langsung atau terbatas pada Tata Surya. Eksperimen 2010 yang dilakukan oleh para peneliti dari Universitas Princeton mengkonfirmasi Relativitas Umum hingga jarak 7 miliar tahun cahaya.
Tetapi dengan eksperimen ini, Relativitas Umum telah dikonfirmasikan hingga jarak 13 miliar tahun cahaya, yang menyumbang sebagian besar Alam Semesta yang dapat kita lihat (yaitu 13,8 miliar tahun cahaya). Tampaknya bahkan seabad kemudian, teori Einstein masih bertahan. Dan mengingat bahwa ia pernah mengklaim bahwa konstanta kosmologis adalah "kesalahan terbesar" dalam karir ilmiahnya!
