Het lot van het universum wordt bepaald door zijn dichtheid. Het overwicht van het bewijs tot nu toe, gebaseerd op metingen van de snelheid van expansie en de massadichtheid, geeft de voorkeur aan een universum dat zich oneindig zal blijven uitbreiden, resulterend in het “Big Freeze” -scenario hieronder. Waarnemingen zijn echter niet doorslaggevend en alternatieve modellen zijn nog steeds mogelijk.

Big Freeze of heat deathEdit

The Big Freeze (of Big Chill) is een scenario waarin voortdurende expansie resulteert in een universum dat asymptotisch het absolute nulpunt nadert. Dit scenario, in combinatie met het Big Rip-scenario, wint terrein als belangrijkste hypothese. Het zou, bij afwezigheid van donkere energie, alleen kunnen plaatsvinden onder een vlakke of hyperbolische geometrie. Met een positieve kosmologische constante zou het ook in een gesloten universum kunnen voorkomen. In dit scenario wordt verwacht dat sterren normaal worden gevormd gedurende 1012 tot 1014 (1-100 biljoen) jaar, maar uiteindelijk zal de voorraad gas die nodig is voor stervorming uitgeput raken. Als bestaande sterren zonder brandstof komen te staan en niet meer schijnen, zal het universum langzaam en onverbiddelijk donkerder worden. Uiteindelijk zullen zwarte gaten het universum domineren, die zelf na verloop van tijd zullen verdwijnen als ze Hawking-straling uitzenden. Over een oneindige tijd zou er een spontane afname van de entropie zijn door de Poincaré-recidiefstelling, thermische fluctuaties en de fluctuatiestelling.

Een gerelateerd scenario is warmtedood, waarin wordt gesteld dat het universum naar een maximale staat gaat entropie waarin alles gelijkmatig is verdeeld en er geen gradiënten zijn – die nodig zijn om de informatieverwerking in stand te houden, waarvan één vorm het leven is. Het warmtedoodscenario is compatibel met elk van de drie ruimtelijke modellen, maar vereist dat het universum een eventueel temperatuurminimum bereikt.

Big RipEdit

De huidige Hubble-constante definieert een versnellingssnelheid van het universum die niet groot genoeg is om lokale structuren zoals sterrenstelsels, die bij elkaar worden gehouden door de zwaartekracht, te vernietigen, maar groot genoeg om de ruimte ertussen te vergroten. Een gestage toename van de Hubble-constante tot oneindig zou ertoe leiden dat alle materiële objecten in het universum, te beginnen met sterrenstelsels en uiteindelijk (in een eindige tijd) alle vormen, hoe klein ook, uiteenvallen in ongebonden elementaire deeltjes, straling en verder. Naarmate de energiedichtheid, schaalfactor en expansiesnelheid oneindig worden, eindigt het universum als wat in feite een singulariteit is.

In het speciale geval van fantoomdonkere energie, die verondersteld wordt dat negatieve kinetische energie zou resulteren in een hogere snelheid van versnelling dan andere kosmologische constanten voorspellen, kan een meer plotselinge grote scheur optreden.

Big CrunchEdit

De Big Crunch-hypothese is een symmetrische kijk op het uiteindelijke lot van het universum. Net zoals de oerknal begon als een kosmologische expansie, gaat deze theorie ervan uit dat de gemiddelde dichtheid van het heelal voldoende zal zijn om zijn expansie te stoppen en dat het heelal zal gaan samentrekken. Het eindresultaat is onbekend; een simpele schatting zou ervoor zorgen dat alle materie en ruimte-tijd in het universum ineenstorten tot een dimensieloze singulariteit terug naar hoe het universum begon met de oerknal, maar op deze schaal moeten onbekende kwantumeffecten worden overwogen (zie Kwantumzwaartekracht). Recent bewijs suggereert dat dit scenario onwaarschijnlijk is, maar het is niet uitgesloten, aangezien metingen relatief gezien slechts over een korte periode beschikbaar waren en in de toekomst zouden kunnen omkeren.

In dit scenario kan de Big Knal onmiddellijk na de Big Crunch van een voorafgaand universum. Als dit herhaaldelijk gebeurt, ontstaat er een cyclisch model, ook wel bekend als een oscillerend universum. Het universum zou dan kunnen bestaan uit een oneindige reeks eindige universums, waarbij elk eindig universum eindigt met een Big Crunch die ook de Big Bang is van het volgende universum. Een probleem met het cyclische universum is dat het niet te rijmen is met de tweede wet van de thermodynamica, aangezien entropie zich zou opbouwen van oscillatie tot oscillatie en de uiteindelijke warmtedood van het universum zou veroorzaken. Huidig bewijs geeft ook aan dat het universum niet gesloten is. Dit heeft ertoe geleid dat kosmologen het oscillerende universummodel hebben verlaten. Een enigszins vergelijkbaar idee wordt omarmd door het cyclische model, maar dit idee ontwijkt de dood door hitte vanwege een uitzetting van de branen die de entropie verdunt die in de vorige cyclus is verzameld.

Big BounceEdit

The Big Bounce is een theoretisch wetenschappelijk model dat betrekking heeft op het begin van het bekende universum.Het is afgeleid van de oscillerende universum- of cyclische herhalingsinterpretatie van de oerknal, waarbij de eerste kosmologische gebeurtenis het resultaat was van de ineenstorting van een eerder universum.

Volgens een versie van de oerknaltheorie van de kosmologie, in het begin was het universum oneindig dicht. Een dergelijke beschrijving lijkt in strijd te zijn met andere, meer algemeen aanvaarde theorieën, met name de kwantummechanica en het onzekerheidsprincipe ervan. Het is daarom niet verwonderlijk dat de kwantummechanica heeft geleid tot een alternatieve versie van de oerknaltheorie. Als het universum gesloten is, zou deze theorie ook voorspellen dat zodra dit universum ineenstort het een ander universum zal voortbrengen in een gebeurtenis vergelijkbaar met de oerknal nadat een universele singulariteit is bereikt of een afstotende kwantumkracht zorgt voor heruitbreiding.

In eenvoudige bewoordingen stelt deze theorie dat het universum continu de cyclus van een Big Bang herhaalt, gevolgd door een Big Crunch.

Big SlurpEdit

Deze theorie stelt dat het universum momenteel in een vals vacuüm bestaat en dat het op elk moment een echt vacuüm kan worden.

Om de theorie van de ineenstorting van het vals vacuüm het beste te begrijpen, men moet eerst het Higgs-veld begrijpen dat het universum doordringt. Net als een elektromagnetisch veld varieert het in sterkte op basis van zijn potentieel. Een echt vacuüm bestaat zolang het universum in zijn laagste energietoestand bestaat, in welk geval de valse vacuümtheorie niet relevant is. Als het vacuüm echter niet in zijn laagste energietoestand is (een vals vacuüm), kan het naar een lagere energietoestand tunnelen. Dit wordt vacuümverval genoemd. Dit heeft het potentieel om ons universum fundamenteel te veranderen; in meer gewaagde scenario’s zouden zelfs de verschillende fysische constanten verschillende waarden kunnen hebben, die de grondslagen van materie, energie en ruimtetijd ernstig aantasten. Het is ook mogelijk dat alle structuren ogenblikkelijk worden vernietigd, zonder enige waarschuwing vooraf.

Kosmische onzekerheidEdit

Elke mogelijkheid die tot nu toe is beschreven, is gebaseerd op een zeer eenvoudige vorm voor de donkere energievergelijking van staat. Maar zoals de naam al aangeeft, is er momenteel heel weinig bekend over de fysica van donkere energie. Als de theorie van inflatie waar is, ging het universum door een episode die werd gedomineerd door een andere vorm van donkere energie tijdens de eerste momenten van de oerknal; maar de inflatie eindigde, wat duidt op een toestandsvergelijking die veel complexer is dan die tot dusverre werd aangenomen voor de huidige donkere energie. Het is mogelijk dat de toestandsvergelijking van de donkere energie opnieuw kan veranderen, wat resulteert in een gebeurtenis die gevolgen zou hebben die buitengewoon moeilijk te voorspellen of parametriseren zijn. Omdat de aard van donkere energie en donkere materie raadselachtig en zelfs hypothetisch blijft, zijn de mogelijkheden van hun toekomstige rol in het universum momenteel onbekend. Geen van deze theoretische eindes voor het universum is zeker.