Le destin de l’univers est déterminé par sa densité. La prépondérance des preuves à ce jour, basée sur les mesures du taux d’expansion et de la densité de masse, favorise un univers qui continuera à s’étendre indéfiniment, aboutissant au scénario « Big Freeze » ci-dessous. Cependant, les observations ne sont pas concluantes, et des modèles alternatifs sont encore possibles.

Big Freeze ou Heat DeathEdit

Le Big Freeze (ou Big Chill) est un scénario dans lequel l’expansion continue aboutit à un univers qui s’approche asymptotiquement de la température zéro absolue. Ce scénario, en combinaison avec le scénario Big Rip, gagne du terrain en tant qu’hypothèse la plus importante. Elle pourrait, en l’absence d’énergie sombre, se produire uniquement sous une géométrie plate ou hyperbolique. Avec une constante cosmologique positive, elle pourrait également se produire dans un univers fermé. Dans ce scénario, les étoiles devraient se former normalement pendant 1012 à 1014 (1 à 100 billions) ans, mais finalement l’approvisionnement en gaz nécessaire à la formation des étoiles sera épuisé. Alors que les étoiles existantes sont à court de carburant et cessent de briller, l’univers s’assombrira lentement et inexorablement. Finalement, les trous noirs domineront l’univers, qui eux-mêmes disparaîtront avec le temps en émettant des radiations Hawking. Sur un temps infini, il y aurait une diminution spontanée de l’entropie par le théorème de récurrence de Poincaré, les fluctuations thermiques et le théorème de fluctuation.

Un scénario connexe est la mort thermique, qui déclare que l’univers passe à un état de maximum entropie dans laquelle tout est uniformément réparti et il n’y a pas de gradients – qui sont nécessaires pour soutenir le traitement de l’information, dont une forme est la vie. Le scénario de mort par la chaleur est compatible avec l’un des trois modèles spatiaux, mais nécessite que l’univers atteigne un éventuel minimum de température.

Big RipEdit

La constante Hubble actuelle définit un taux d’accélération de l’univers pas assez grand pour détruire les structures locales comme les galaxies, qui sont maintenues ensemble par la gravité, mais suffisamment grand pour augmenter l’espace entre elles. Une augmentation constante de la constante de Hubble à l’infini entraînerait la désintégration de tous les objets matériels de l’univers, à commencer par les galaxies et finalement (dans un temps fini) toutes les formes, aussi petites soient-elles, se désintégrant en particules élémentaires non liées, en rayonnement et au-delà. Lorsque la densité d’énergie, le facteur d’échelle et le taux d’expansion deviennent infinis, l’univers se termine comme ce qui est effectivement une singularité.

Dans le cas particulier de l’énergie sombre fantôme, qui a supposé une énergie cinétique négative qui entraînerait une taux d’accélération que les autres constantes cosmologiques prédisent, une grande déchirure plus soudaine pourrait se produire.

Big CrunchEdit

L’hypothèse du Big Crunch est une vue symétrique du destin ultime de l’univers. Tout comme le Big Bang a commencé comme une expansion cosmologique, cette théorie suppose que la densité moyenne de l’univers sera suffisante pour arrêter son expansion et que l’univers commencera à se contracter. Le résultat final est inconnu; une estimation simple aurait toute la matière et l’espace-temps de l’univers s’effondrer dans une singularité sans dimension de retour dans la façon dont l’univers a commencé avec le Big Bang, mais à ces échelles, des effets quantiques inconnus doivent être pris en compte (voir Gravité quantique). Des preuves récentes suggèrent que ce scénario est peu probable mais n’a pas été exclu, car les mesures n’ont été disponibles que sur une courte période de temps, relativement parlant, et pourraient s’inverser à l’avenir.

Ce scénario permet le Big Bang pour se produire immédiatement après le Big Crunch d’un univers précédent. Si cela se produit de manière répétée, cela crée un modèle cyclique, également appelé univers oscillatoire. L’univers pourrait alors consister en une séquence infinie d’univers finis, chaque univers fini se terminant par un Big Crunch qui est aussi le Big Bang de l’univers suivant. Un problème avec l’univers cyclique est qu’il ne se concilie pas avec la deuxième loi de la thermodynamique, car l’entropie s’accumulerait d’une oscillation à l’autre et causerait la mort par la chaleur de l’univers. Les preuves actuelles indiquent également que l’univers n’est pas fermé. Cela a conduit les cosmologistes à abandonner le modèle d’univers oscillant. Une idée quelque peu similaire est adoptée par le modèle cyclique, mais cette idée échappe à la mort thermique en raison d’une expansion des branes qui dilue l’entropie accumulée dans le cycle précédent.

Big BounceEdit

Le Big Bounce est un modèle scientifique théorisé lié au début de l’univers connu.Il dérive de l’univers oscillatoire ou de l’interprétation de répétition cyclique du Big Bang où le premier événement cosmologique était le résultat de l’effondrement d’un univers précédent.

Selon une version de la théorie du Big Bang de la cosmologie, en au début, l’univers était infiniment dense. Une telle description semble être en contradiction avec d’autres théories plus largement acceptées, en particulier la mécanique quantique et son principe d’incertitude. Il n’est donc pas surprenant que la mécanique quantique ait donné lieu à une version alternative de la théorie du Big Bang. De plus, si l’univers est fermé, cette théorie prédirait qu’une fois que cet univers s’effondrera, il engendrera un autre univers dans un événement similaire au Big Bang après qu’une singularité universelle soit atteinte ou qu’une force quantique répulsive provoque une ré-expansion.

En termes simples, cette théorie indique que l’univers répétera continuellement le cycle d’un Big Bang, suivi d’un Big Crunch.

Big SlurpEdit

Cette théorie postule que l’univers existe actuellement dans un faux vide et qu’il pourrait devenir un vrai vide à tout moment.

Afin de mieux comprendre la théorie de l’effondrement du faux vide, il faut d’abord comprendre le champ de Higgs qui imprègne l’univers. Tout comme un champ électromagnétique, sa force varie en fonction de son potentiel. Un vrai vide existe tant que l’univers existe dans son état d’énergie le plus bas, auquel cas la théorie du faux vide n’est pas pertinente. Cependant, si le vide n’est pas dans son état d’énergie le plus bas (un faux vide), il pourrait se creuser dans un état d’énergie inférieur. C’est ce qu’on appelle la désintégration sous vide. Cela a le potentiel de modifier fondamentalement notre univers; dans des scénarios plus audacieux, même les diverses constantes physiques pourraient avoir des valeurs différentes, affectant gravement les fondements de la matière, de l’énergie et de l’espace-temps. Il est également possible que toutes les structures soient détruites instantanément, sans aucun avertissement préalable.

Incertitude cosmiqueEdit

Chaque possibilité décrite jusqu’à présent est basée sur une forme très simple pour l’équation de l’énergie sombre de Etat. Mais comme son nom l’indique, on en sait très peu sur la physique de l’énergie noire. Si la théorie de l’inflation est vraie, l’univers a traversé un épisode dominé par une forme différente d’énergie noire dans les premiers instants du Big Bang; mais l’inflation a pris fin, indiquant une équation d’état bien plus complexe que celles supposées jusqu’à présent pour l’énergie noire actuelle. Il est possible que l’équation d’état de l’énergie noire change à nouveau, entraînant un événement qui aurait des conséquences extrêmement difficiles à prévoir ou à paramétrer. La nature de l’énergie noire et de la matière noire restant énigmatique, voire hypothétique, les possibilités entourant leur rôle à venir dans l’univers sont actuellement inconnues. Aucune de ces fins théoriques pour l’univers n’est certaine.