Откуда известно, что Вселенная расширяется?

Наблюдается в космосе такой эффект, который называется красным смещением. Это удивительное физическое явление: когда источник света от наблюдателя удаляется, то волны идущего от него света кажутся длиннее, чем они есть. Самые длинные волны — у красного света. Самые короткие — соответственно, у фиолетового и синего. И чем быстрее уносится от нас светящийся объект, тем краснее он нам кажется.

Когда Эдвин Хаббл ещё в 1920-х годах увидел, что космос заполнен мириадами галактик, то довольно скоро вместе с этим обнаружилась примечательная особенность: более далёкие из них — обязательно более красные. Чем дальше, тем краснее. До такой степени, что самые далёкие уже человеческому невооружённому глазу не видны, а видны только в специальный инфракрасный телескоп, который улавливает настолько длинноволновое излучение. Кстати, именно поэтому космическую обсерваторию James Webb и сделали инфракрасной, чтобы заглянуть как можно дальше вглубь Вселенной.

Таким образом и выяснилось, что галактики не просто разлетаются — они разлетаются всё быстрее и быстрее. Это просто ошарашило космологов: они считали, что энергия Большого взрыва со временем должна ослабевать — и противодействующая ей сила гравитации должна это разбегание галактик тормозить. Полагали даже, что Вселенная, собственно говоря, когда-нибудь обратно схлопнется в точку сингулярности. Теперь выясняется, что всё, похоже, гораздо сложнее.

Современная наука уже умеет сопоставлять взаимное расположение галактик, их движение относительно друг друга — и обнаруживает, что галактики группируются в "коллективы", в скопления. К примеру, наш Млечный Путь принадлежит к Местной группе галактик, в которой находится также соседняя с нами галактика Андромеды, M 33 (в созвездии Треугольника) и ещё целая сотня галактик.

А эти скопления тоже выстроены определённым образом, не хаотично: они образуют уже сверхскопления и в конечном счёте целые невероятные по своим размерам "нити" — так называемые филаменты. Так сложилась картина крупномасштабной структуры Вселенной, которая выглядит как фантастическая паутина, сеть.

И, как удалось понять, внутри нитей (скажем, в пределах своих скоплений и сверхскоплений) ничего не расширяется, все эти скопления успешно сохраняют свою целостность и абсолютно не разлетаются. Более того, к примеру, учёным совершенно ясно, что Андромеда сейчас движется в нашем направлении. Или мы (Млечный Путь) движемся к ней, это уж как угодно, всё относительно. И через четыре миллиарда лет это приведёт к столкновению двух галактик.

Так вот, расширение Вселенной происходит МЕЖДУ этими нитями огромных галактических сверхскоплений. Между ними зияют пустоты. Потребовалось объяснение — что там? Что там происходит? И единственный ответ, к которому приходят сейчас астрофизики и космологи, — там работает не гравитация, а противоположная ей сила, антигравитация. И она не просто отталкивает нити вселенской паутины друг от друга — она расширяет, раздувает само пространство между ними. Скажем, благодаря Альберту Эйнштейну появилось понимание, что гравитация — это "скручивание" пространства, искажение его таким образом, что всё стремится к эпицентру этого искажения, как в воронку. Значит, антигравитация проделывает с тканью космоса нечто противоположное. И этой антигравитацией обладает нечто, чего мы не знаем и не понимаем, а можем только очень смутно обозначить как некую "тёмную энергию". По современным расчётам, она составляет порядка 70% Вселенной. Ещё процентов 20–25 — знаменитая тёмная материя, скрытая масса, которая своей мощнейшей гравитацией сохраняет целостность галактик и вообще образует каркас всех этих невероятных нитей. А то, что мы видим хотя бы в телескоп, то, что состоит из атомов или хотя бы субатомных частиц, — это лишь 4% всего сущего.