Для лучшего понимания этих противоречивых открытий полезно будет припомнить, что такое темная энергия. Грубо говоря, это некая «пружина», которая понуждает пространство Вселенной не просто расширяться, но расширяться ускоренно. Открытие того, что Вселенная расширяется не с постоянной, как всегда считалось, или даже со все уменьшающейся скоростью, а, напротив, ускоренно, радикально изменило фундаментальные представления науки.
Измерения проводились независимо двумя группами астрономов, и обе группы получили одинаковые результаты. Следовательно, ускоренное расширение Вселенной вполне реально. Сразу возникло предположение, что существует некая материальная причина такого ускорения, и вот она и получила название темной энергии, хотя никто до сих пор не знает, что это, и не знает даже, энергия ли это вообще. Название появилось в силу того, что первые гипотезы о природе данного явления связали его с давней идеей Эйнштейна о космологической постоянной, или, иначе, об энергии вакуума.
Но такое объяснение темной энергии столкнулось с громадной трудностью. Ведь идея «космологического поля» Эйнштейна означала, что в каждом кубометре пустого космического пространства содержится какое- то определенное, одно и то же количество энергии. Поскольку всякое наличие энергии означает, грубо говоря, повышение температуры, то эта космологическая энергия должна была повышать «температуру вакуума». И подобно тому, как нагретый газ оказывает распирающее давление на стенки сосуда, так наличие «подогревающей» энергии вакуумного поля должно приводить к появлению распирающего давления внутри Вселенной — и вот давление нашу Вселенную постепенно и разгоняет. То, что в вакууме могут быть какие-то энергетические поля, физика знает давно. Именно за счет этой «вакуумной энергии» в любой точке вакуума могут появиться — и, как показывают опыты, действительно непрерывно появляются и тут же взаимно уничтожаются — пары микрочастиц, например электрон и антиэлектрон.
Такое «рождение частиц» — прямое доказательство реальности вакуумных полей. Но все это — поля в микрообъемах вакуума. Когда же физики попытались по тем же формулам рассчитать, какова должна быть энергия вакуумного поля в масштабах Вселенной, у них получилась величина, на 123 порядка (!) превосходящая ту, которая нужна, чтобы создать наблюдаемое ускоренное расширение.
Сторонники «космологической теории» еще и сегодня продолжают попытки как-то ее изменить, чтобы согласовать ее с наблюдениями, но другие ученые от нее отказались и выдвинули иные объяснения. На сегодняшний момент главных таких объяснений (вместе с «космологическим») существует уже четыре, и поэтому желательно навести в них какой-то порядок, иначе мы запутаемся. Для этого физики ввели в формулы Общей теории относительности особый параметр, который представляет собой отношение распирающего давления темной энергии к ее же плотности. Расчеты показали, что с учетом наблюдаемых ныне характеристик Вселенной этот параметр должен лежать в границах от (—1,3) до (—0,9). Если он точно равно (—1), то темная энергия имеет характер «космологической». Если же чуть ближе к (—0,9), то темная энергия имеет совсем иной физический характер — это энергия «поля квинтэссенции».
Два слова о квинтэссенции. Это мудреное слово означает попросту «основная сущность». В древности так называли некую тончайшую стихию, которая якобы пронизывает все сущее, а в современной космологии так именуют особое, тоже всепроникающее, поле, которое отличается от «космологического» поля Эйнштейна тем, что не остается постоянным, а может меняться — как во времени, так и в пространстве, от точки к точке. Кроме того, это поле вызывает меньшее ускорение вселенского расширения, потому что в нем распирающее давление меньше, чем в «космологическом поле». В одном из вариантов этой теории («гипотеза фантомного поля») поле квинтэссенции возникает в какой-то момент расширения вселенной и затем нарастает, пока не достигает такой величины, что начинает ускоренно ее разгонять. Все это очень занимательно, но, увы — во всех вариантах порождает огромные трудности, которые, как и в теории «космологического поля», пока еще тоже не преодолены.
Но третьего, как говорится, не дано. Потому что если выбрать третью возможность, когда этот особый параметр хоть немного меньше (—1), то это приведет к полям с отрицательной энергией и массой! Заглядывать в бездны таких головоломных парадоксов физики как-то не спешат. И поэтому два остальных объяснения расширения вообще отказываются от гипотезы о темной энергии. В одном из них вместо этого выдвигается другая гипотеза — что на очень-очень больших расстояниях гравитация становится слабее, чем по законам Ньютона- Эйнштейна. Другое объяснение утверждает, что ускорение вызывается «утечкой» частиц гравитации (гравитонов) в «иные измерения» (с каждым «утекшим» гравитоном в нашей Вселенной становится чуть меньше гравитации, а потому скорость расширения Вселенной становится чуть больше). К сожалению, при изменении законов гравитации на больших расстояниях они должны хоть как-то измениться и на малых, а этого никакие эксперименты не показывают. Точно так же никто до сих пор не обнаружил гравитонов (иными словами — гравитационных волн), хотя их безуспешно ищут уже многие десятилетия с помощью все более точных приборов. Про «иные измерения» говорить уже не стоит.