En 1929 Edwin Hubble publicó uno de los mas famosos artículos científicos del siglo XX, en el cual describió la recesión de las galaxias en términos de la ley que hoy en día lleva su nombre, la ley de Hubble, la cual establece que las galaxias se alejan unas de otras y entre mayor es la distancia entre ellas, mayor es la velocidad con que se alejan. Para establecer esta ley, Hubble requirió hacer dos cosas: medir la velocidad con que distintas galaxias se alejan de la nuestra y medir la distancia a estas galaxias. La velocidad de recesión se estima a través del llamado "corrimiento al rojo" de la luz de la galaxia. Esta es una medición directa que en los tiempos de Hubble requería mucho cuidado pero que los detectores optoelectrónicos modernos han hecho mas fácil. La medición de las distancias a las galaxias es un problema mucho mas complejo, aun no plenamente resuelto setenta años después. Un par de años después de la publicación de Hubble, el ábate Belga Georges Lemaître mostró que la ley de Hubble era consistente con una solución a las ecuaciones de la relatividad general de Einstein describiendo un Universo en expansión.
Una década antes, Albert Einstein había estudiado la consistencia de sus ecuaciones con la estructura del Universo. Era el año de 1917 y no había evidencia en contra de que el Universo fuera estático, por lo que Einstein decidió introducir un término en sus ecuaciones, la "constante cosmológica", que aseguraba que estas fueran consistentes con un Universo estático, sin considerar la posibilidad de un estado de expansión o de contracción. Tras los artículos de Hubble y Lemaître, Einstein se dió cuenta de que había dejado ir la oportunidad de predecir la expansión del Universo y por el resto de su vida calificó a la constante cosmológica como el peor error de su carrera.
Con el advenimiento de grandes telescopios, como el cinco metros de Monte Palomar, Hubble y sus sucesores fueron extendiendo su ley, mostrando su validez para distancias cada vez mayores. En el último cuarto de siglo los detectores optoelectrónicos también ayudaron a establecer esta relación a distancias diez veces mayores que las empleadas por Hubble en su famoso artículo de 1929. El problema fundamental a que se enfrentan estos estudios radica en la medición de las distancias: no existe método directo para medir la distancia a los objetos mas lejanos y siempre ha sido necesario recurir a un método indirecto. Recientemente varios astrónomos han empezado a buscar supernovas en galaxias lejanas, ya que algunas de estas (las llamadas "de tipo Ia") tienen aproximadamente el mismo brillo intrínseco, por lo que su brillo relativo sirve para estimar la distancia a la supernova. A pesar de la dificultad de encontrar supernovas suficientemente lejanas, y de estudiarlas con el detalle necesario, la gran luminosidad de estos objetos ha permitido extender la ley de Hubble a distancias mayores que otros estudios, con resultados inesperados y controversiales.
Desde la inauguración del telescopio de Monte Palomar, una meta de los astrónomos ha sido el medir no solo la curvatura del Universo, sino también el parámetro de "desaceleración" el cual mide el posible frenado de la expansión del Universo. Si el Universo contiene suficiente materia y la desaceleración es suficientemente grande, el Universo eventualmente se contraera. Para sorpresa de la mayoría, estudiando supernovas a grandes distancias, dos grupos independientemente han llegado a la misma conclusión: la expansión del Universo en vez de frenarse se está acelerando. El resultado es sorprendente y, dado que los datos de ambos grupos aun no proporcionan una evidencia suficientemente firme, hay cautela y excepticismo. En términos de las ecuaciones de Einstein un Universo en expansión acelerada requiere de una constante cosmológica, aunque de dimensiones increiblemente menores (en proporción de uno a un uno seguido por ciento veinte ceros) a las requeridas originalmente por Einstein. Pero lo mas incómoda es probablemente la interpretación física de la presencia de la constante cosmológica en términos de una repulsión, o presión, causada por el vacio. De acuerdo a esta interpretación, la energía del vacio es la entidad dominante del Universo, incluso por encima de la ya molesta "materia oscura no bariónica". Hará falta otros resultados que apoyen la existencia de la constante cosmológica, antes de que Einstein pueda ser redimido, aunque sea en forma póstuma, del mayor de su errores.