Млечный Путь – это всего лишь одна из сотен миллиардов галактик, доступных взору современных телескопов, а каждая галактика, в свою очередь, состоит из сотен миллиардов звезд. Наша галактика медленно вращается, её поперечник имеет протяжённость около 100 000 световых лет. Звезды в спиральных рукавах совершают один оборот вокруг галактического центра примерно за несколько сотен миллионов лет. Наше Солнце – заурядная, средних размеров желтая звезда, расположенная неподалеку от внутренней кромки одного из спиральных рукавов.
Для определения расстояния до других галактик анализируются спектры их излучения. Оказывается, что спектры большинства галактик смещены в красную сторону, то есть почти все они удаляются от нас (эффект Доплера). Еще более удивительно - это то, что величины красного смещения в спектрах галактик не распределены случайно, а прямо пропорциональны расстоянию галактики от нас. То есть, чем дальше галактика, тем быстрее она от нас удаляется! Это означает, что Вселенная не стационарная и что в действительности она расширяется, а расстояния между галактиками со временем увеличиваются.
Этот процесс прекрасно иллюстрирует постепенно раздувающийся воздушный шарик со множеством нарисованных на нем точек. По мере растягивания шарика расстояние между любыми двумя точками увеличивается, но при этом ни про одну из них нельзя сказать, что она является центром расширения. Более того, чем дальше расположены точки на поверхности шарика, тем быстрее они удаляются друг от друга.
Сменится ли расширение однажды сжатием или будет продолжаться вечно? Чтобы ответить на этот вопрос, нужно знать современную скорость расширения Вселенной и значение ее средней плотности. Если плотность меньше определенного критического значения, определяемого скоростью расширения, гравитационное притяжение будет слишком слабым и не сможет остановить расширение. Если плотность превышает критическое значение ,определяемое скоростью расширения, то сила тяготения вещества во Вселенной рано или поздно остановит расширение, заставив Вселенную сжаться.
Наша и другие галактики содержат большое количество темного вещества, которое невозможно увидеть непосредственно, но о существовании которого можно узнать по гравитационному воздействию на орбиты звёзд. Кроме того, большинство галактик находятся в скоплениях, из чего можно сделать вывод о наличии еще большего
количества темного вещества в межгалактическом пространстве этих скоплений, поскольку оно влияет на движение галактик. С учетом массы темного вещества средняя плотность оказывается равной примерно одной десятой величины, необходимой, чтобы остановить расширение Вселенной. Но могут быть и другие, до сих пор не обнаруженные формы вещества, распределённые почти равномерно по всей Вселенной, и их учет может дополнительно увеличить среднюю плотность, которая достигнет критического значения, необходимого, чтобы остановить расширение.
Однако, имеющиеся данные свидетельствуют, что Вселенная, скорее всего, будет расширяться вечно. При этом наверняка мы можем сказать лишь то, что даже если Вселенной суждено снова сжаться, это произойдет не раньше, чем через десять миллиардов лет, – потому что она расширялась в течение такого времени, и это как минимум. Не следует зря об этом беспокоиться: к тому времени человечество вымрет вместе с погасшим Солнцем, если только мы не успеем колонизовать области за пределами Солнечной системы!