Второй вариант — Большое замерзание, тепловая смерть Вселенной. Расширение Вселенной будет беспрепятственно продолжаться. Второй закон термодинамики гласит, что полная энтропия системы всегда возрастает, так что со временем Вселенная остынет, так как вещество и тепло рассеются. Звезды перестанут сиять, ночное небо станет совершенно черным, а температура упадет почти до абсолютного нуля, когда даже молекулы практически прекратят всякое движение.
Несколько десятков лет астрономы пытаются понять, который из этих сценариев определяет судьбу Вселенной. Делается это путем вычисления средней плотности. Если Вселенная обладает достаточной плотностью, тогда ей хватит вещества и тяготения, чтобы притянуть далекие галактики и обратить расширение вспять. Тогда реалистичным становится сценарий Большого сжатия. Если же во Вселенной недостает массы, тяготения не хватит, чтобы обратить расширение вспять, то Вселенной грозит Большое замерзание, тепловая смерть. Критическая плотность, разделяющая два этих сценария, составляет примерно 6 атомов водорода на кубический метр.
Однако в 2011 г. Нобелевскую премию по физике получили Сол Перлмуттер, Адам Рисс и Брайан Шмидт за открытие, которое перевернуло бытовавшие десятки лет представления. Ученые обнаружили, что расширение Вселенной не только не замедляется, а, напротив, ускоряется. Нашей Вселенной 13,8 млрд лет, но около 5 млрд лет назад она начала ускоряться экспоненциально, и сегодня Вселенная разбегается во всех направлениях. Журнал Scientific American писал: «Астрофизическое сообщество с изумлением узнало, что Вселенная пошла вразнос». Астрономы пришли к этому поразительному выводу, анализируя взрывы сверхновых в отдаленных галактиках; они хотели определить, с какой скоростью расширялась Вселенная миллиарды лет назад. (Взрывы одного из типов сверхновых, а именно типа Ia, обладают фиксированной светимостью, и мы можем точно измерить расстояние до них по их блеску. Если у кого-то имеется фонарь известной светимости, легко определить, как далеко этот человек находится, но, если вы не знаете, насколько яркий у него фонарь, оценить расстояние трудно. «Фонарь» известной светимости называют стандартной свечой или объектом стандартной светимости. Сверхновая типа Ia — именно такой объект, так что расстояние до нее определить несложно.) Ученые обнаружили, что эти сверхновые движутся от нас прочь, в точности как ожидалось. Удивительно было другое: обнаружилось, что более близкие сверхновые убегают от нас стремительнее, чем должны были бы, и это свидетельствует о том, что расширение ускоряется.