Если бы космос вел себя хорошо, описать базовую физику расширения Вселенной было бы так же легко, как и процесс подбрасывания мяча, рассмотренный в предыдущей главе. Если бросить мяч слишком медленно, он поднимется в воздух, остановится и упадет. Этот вариант соответствует Вселенной, которая содержит достаточное количество вещества (или отличается относительно слабым начальным импульсом Большого взрыва) для того, чтобы гравитация победила и обеспечила сжатие пространства. Если бросить мяч нечеловечески быстро, он может преодолеть силу земного притяжения и отправиться в бесконечное путешествие по космосу с постоянно замедляющейся скоростью. Этот вариант соответствует Вселенной, в которой наблюдается идеальный баланс между расширением и гравитацией. Если бросить мяч еще быстрее, его скорость будет приближаться к некой постоянной величине по мере уменьшения влияния земного притяжения. Этот вариант соответствует Вселенной, которая расширяется вечно, поскольку количество содержащегося в ней вещества недостаточно для того, чтобы повернуть процесс расширения вспять и даже просто его замедлить.

Каждый из этих возможных типов Вселенных имеет название и определенную геометрию. Речь в данном случае идет не о внешней форме Вселенной, вроде сферы, куба или чего-то еще, а о свойстве, определяющем поведение гигантских лазерных лучей в космическом пространстве. Вселенную, обреченную на Большое сжатие, называют «замкнутой», поскольку в ней два параллельных луча лазерной пушки в итоге сойдутся, подобно линиям долготы на глобусе. Дело в том, что замкнутая Вселенная содержит в себе так много материи, что все пространство искривлено внутрь. Идеально сбалансированная Вселенная является «плоской», потому что в ней лучи всегда будут оставаться параллельными, подобно параллельным линиям на плоском листе бумаги. Вселенная, в которой расширение преобладает над гравитацией, называется «открытой», и в ней, как вы, вероятно, уже догадались, два лазерных луча со временем будут расходиться. Двумерным аналогом в данном случае является поверхность седла: попробуйте нарисовать параллельные линии на седле (если седла под рукой нет, можете использовать чипсы Pringles), и вы увидите, что они расходятся. Эти формы определяют «крупномасштабную кривизну» Вселенной – степень искривления всего пространства, обусловленного содержащейся в нем материей и энергией.

Объединяет все эти варианты, во-первых, то, что они имеют смысл с точки зрения физики и хорошо работают с эйнштейновскими уравнениями гравитационного поля. Во-вторых, все они предполагают замедление процесса расширения. Во времена проведения измерений с использованием сверхновых не существовало никакого разумного физического механизма, объясняющего ускорение процесса расширения Вселенной. Это было столь же странно, как если бы мяч, подброшенный в воздух, немного замедлился, а затем внезапно рванул в космос без всякой причины. А теперь представьте такое же чудо, только в масштабе всей Вселенной.

Результаты измерений были многократно перепроверены, однако всякий раз физики приходили к одному и тому же выводу: процесс расширения пространства ускоряется.

Это были отчаянные времена, которые требовали принятия отчаянных мер. Настолько отчаянных, что астрономам пришлось допустить существование обширного космического энергетического поля, наделяющего пустое пространство силой отталкивания, действующей во всех направлениях. Это не обнаруженное ранее свойство пространства-времени, заставляющее Вселенную вечно расширяться, черпая силу из неистощимого источника энергии, связано с так называемой космологической постоянной.