Il destino dell’universo è determinato dalla sua densità. La preponderanza delle prove fino ad oggi, basate su misurazioni del tasso di espansione e della densità di massa, favorisce un universo che continuerà ad espandersi indefinitamente, dando luogo allo scenario “Big Freeze” di seguito. Tuttavia, le osservazioni non sono conclusive e sono ancora possibili modelli alternativi.

Big Freeze o heat deathEdit

Il Big Freeze (o Big Chill) è uno scenario in cui la continua espansione si traduce in un universo che si avvicina asintoticamente alla temperatura zero assoluta. Questo scenario, in combinazione con lo scenario Big Rip, sta guadagnando terreno come l’ipotesi più importante. Potrebbe, in assenza di energia oscura, verificarsi solo sotto una geometria piatta o iperbolica. Con una costante cosmologica positiva, potrebbe verificarsi anche in un universo chiuso. In questo scenario, ci si aspetta che le stelle si formino normalmente per 1012-1014 (1–100 trilioni) anni, ma alla fine la fornitura di gas necessaria per la formazione stellare sarà esaurita. Man mano che le stelle esistenti esauriscono il carburante e cessano di brillare, l’universo diventerà lentamente e inesorabilmente più scuro. Alla fine i buchi neri domineranno l’universo, che a loro volta scompariranno nel tempo quando emetteranno radiazioni di Hawking. Nel tempo infinito, ci sarebbe una diminuzione spontanea dell’entropia da parte del teorema di ricorrenza di Poincaré, fluttuazioni termiche e teorema di fluttuazione.

Uno scenario correlato è la morte per calore, che afferma che l’universo va a uno stato di massimo entropia in cui tutto è distribuito uniformemente e non ci sono gradienti, che sono necessari per sostenere l’elaborazione delle informazioni, una delle quali è la vita. Lo scenario di morte per calore è compatibile con uno qualsiasi dei tre modelli spaziali, ma richiede che l’universo raggiunga un eventuale minimo di temperatura.

Big RipEdit

L’attuale costante di Hubble definisce un tasso di accelerazione dell’universo non abbastanza grande da distruggere strutture locali come le galassie, che sono tenute insieme dalla gravità, ma abbastanza grande da aumentare lo spazio tra di loro. Un costante aumento della costante di Hubble fino all’infinito comporterebbe che tutti gli oggetti materiali nell’universo, a partire dalle galassie e infine (in un tempo finito) tutte le forme, non importa quanto piccole, si disintegrino in particelle elementari non legate, radiazioni e oltre. Quando la densità di energia, il fattore di scala e il tasso di espansione diventano infiniti, l’universo finisce come ciò che è effettivamente una singolarità.

Nel caso speciale dell’energia oscura fantasma, che ha supposto energia cinetica negativa che si tradurrebbe in una maggiore velocità di accelerazione rispetto alle previsioni di altre costanti cosmologiche, potrebbe verificarsi uno strappo più improvviso.

Big CrunchEdit

L’ipotesi del Big Crunch è una visione simmetrica del destino ultimo dell’universo. Proprio come il Big Bang è iniziato come un’espansione cosmologica, questa teoria presume che la densità media dell’universo sarà sufficiente per fermare la sua espansione e l’universo inizierà a contrarsi. Il risultato finale è sconosciuto; una semplice stima farebbe collassare tutta la materia e lo spazio-tempo nell’universo in una singolarità adimensionale nel modo in cui l’universo è iniziato con il Big Bang, ma a queste scale è necessario considerare effetti quantistici sconosciuti (vedi Gravità quantistica). Prove recenti suggeriscono che questo scenario è improbabile ma non è stato escluso, poiché le misurazioni sono state disponibili solo per un breve periodo di tempo, relativamente parlando, e potrebbero invertirsi in futuro.

Questo scenario consente ai Big Bang che si verificherà immediatamente dopo il Big Crunch di un universo precedente. Se ciò accade ripetutamente, crea un modello ciclico, noto anche come universo oscillatorio. L’universo potrebbe quindi essere costituito da una sequenza infinita di universi finiti, con ogni universo finito che termina con un Big Crunch che è anche il Big Bang dell’universo successivo. Un problema con l’universo ciclico è che non si concilia con la seconda legge della termodinamica, poiché l’entropia si accumulerebbe da oscillazione a oscillazione e causerebbe l’eventuale morte per calore dell’universo. Le prove attuali indicano anche che l’universo non è chiuso. Ciò ha indotto i cosmologi ad abbandonare il modello dell’universo oscillante. Un’idea in qualche modo simile è abbracciata dal modello ciclico, ma questa idea evita la morte per calore a causa di un’espansione delle brane che diluisce l’entropia accumulata nel ciclo precedente.

Big BounceEdit

The Big Bounce è un modello scientifico teorizzato relativo all’inizio dell’universo conosciuto.Deriva dall’universo oscillatorio o dall’interpretazione della ripetizione ciclica del Big Bang dove il primo evento cosmologico è stato il risultato del collasso di un universo precedente.

Secondo una versione della teoria cosmologica del Big Bang, in All’inizio l’universo era infinitamente denso. Una tale descrizione sembra essere in contrasto con altre teorie più ampiamente accettate, in particolare la meccanica quantistica e il suo principio di indeterminazione. Non sorprende, quindi, che la meccanica quantistica abbia dato origine a una versione alternativa della teoria del Big Bang. Inoltre, se l’universo è chiuso, questa teoria predirebbe che una volta che questo universo collassa, genererà un altro universo in un evento simile al Big Bang dopo che è stata raggiunta una singolarità universale o una forza quantistica repulsiva causa la riespansione.

In termini semplici, questa teoria afferma che l’universo ripeterà continuamente il ciclo di un Big Bang, seguito da un Big Crunch.

Big SlurpEdit

Questa teoria ipotizza che l’universo esista attualmente in un falso vuoto e che potrebbe diventare un vero vuoto in qualsiasi momento.

Per comprendere meglio la teoria del falso collasso del vuoto, bisogna prima capire il campo di Higgs che permea l’universo. Proprio come un campo elettromagnetico, varia in intensità in base al suo potenziale. Un vero vuoto esiste fintanto che l’universo esiste nel suo stato di energia più bassa, nel qual caso la teoria del falso vuoto è irrilevante. Tuttavia, se il vuoto non è nel suo stato di energia più bassa (un falso vuoto), potrebbe entrare in uno stato di energia inferiore. Questo si chiama decadimento del vuoto. Questo ha il potenziale per alterare radicalmente il nostro universo; in scenari più audaci anche le varie costanti fisiche potrebbero avere valori diversi, influenzando gravemente le basi della materia, dell’energia e dello spaziotempo. È anche possibile che tutte le strutture vengano distrutte istantaneamente, senza alcun preavviso.

Incertezza cosmica Modifica

Ogni possibilità descritta finora si basa su una forma molto semplice per l’equazione dell’energia oscura di stato. Ma come suggerisce il nome, attualmente si sa molto poco sulla fisica dell’energia oscura. Se la teoria dell’inflazione è vera, l’universo ha attraversato un episodio dominato da una diversa forma di energia oscura nei primi momenti del Big Bang; ma l’inflazione terminò, indicando un’equazione di stato molto più complessa di quelle ipotizzate finora per l’energia oscura odierna. È possibile che l’equazione di stato dell’energia oscura possa cambiare di nuovo risultando in un evento che avrebbe conseguenze estremamente difficili da prevedere o parametrizzare. Poiché la natura dell’energia oscura e della materia oscura rimane enigmatica, persino ipotetica, le possibilità che circondano il loro ruolo futuro nell’universo sono attualmente sconosciute. Nessuno di questi finali teorici per l’universo è certo.