La relativité générale fournit un cadre pour comprendre les interactions gravitationnelles de la matière et de l'énergie, et elle a passé avec succès des tests expérimentaux et d'observation rigoureux. Cependant, les observations cosmologiques mentionnées ci-dessus indiquent que l’expansion de l’univers s’accélère, ce qui ne peut s’expliquer uniquement par les effets gravitationnels des formes connues de matière et d’énergie dans le cadre de la relativité générale.
Pour expliquer l'accélération observée, les cosmologistes ont proposé le concept d'énergie sombre, une forme hypothétique d'énergie qui contribue à l'expansion de l'univers. L'énergie sombre n'est pas directement observée ou détectée, mais ses effets sont déduits des propriétés observées de l'univers, telles que la relation luminosité-distance des supernovae et la taille angulaire du fond diffus cosmologique.
Bien qu'il y ait eu des tentatives pour modifier la relativité générale afin d'éviter le recours à l'énergie noire, aucune n'a été largement acceptée ou étayée par des données d'observation. Certaines théories alternatives proposent des modifications aux lois de la gravité, telles que les théories avec des dimensions supplémentaires ou les théories du tenseur scalaire, mais ces modifications sont hautement spéculatives et n'ont pas encore été testées de manière convaincante.
L’énergie noire reste l’un des aspects les plus intrigants et déroutants de la cosmologie moderne. Bien qu'il soit possible que de futurs progrès dans notre compréhension de la gravité ou de nouvelles données d'observation puissent faire la lumière sur la nature de l'énergie sombre ou conduire à des explications alternatives, à l'heure actuelle, l'existence de l'énergie noire est fortement étayée par les observations cosmologiques actuelles et reste la explication la plus plausible de l’expansion accélérée observée de l’univers.
