O destino do universo é determinado pela sua densidade. A preponderância da evidência até à data, baseada em medições da taxa de expansão e da densidade de massa, favorece um universo que continuará a expandir-se indefinidamente, resultando no cenário de “Grande Congelamento” abaixo. Contudo, as observações não são conclusivas, e ainda são possíveis modelos alternativos.

Big Freeze ou morte por calorEditar

O Big Freeze (ou Grande Congelamento) é um cenário no qual a expansão contínua resulta num universo que se aproxima assintóticamente da temperatura zero absoluta. Este cenário, em combinação com o cenário do Big Rip, está a ganhar terreno como a hipótese mais importante. Pode, na ausência de energia escura, ocorrer apenas sob uma geometria plana ou hiperbólica. Com uma constante cosmológica positiva, poderia também ocorrer num universo fechado. Neste cenário, espera-se que as estrelas se formem normalmente durante 1012 a 1014 (1-100 triliões) anos, mas eventualmente o fornecimento de gás necessário para a formação de estrelas será esgotado. À medida que as estrelas existentes ficam sem combustível e deixam de brilhar, o universo tornar-se-á lenta e inexoravelmente mais escuro. Eventualmente, buracos negros irão dominar o universo, os quais desaparecerão com o tempo à medida que emitirem radiação de Hawking. Ao longo do tempo infinito, haveria uma diminuição espontânea da entropia pelo teorema da recorrência de Poincaré, flutuações térmicas, e o teorema da flutuação.

Um cenário relacionado é a morte por calor, que afirma que o universo vai para um estado de entropia máxima em que tudo está uniformemente distribuído e não há gradientes – que são necessários para sustentar o processamento de informação, uma forma da qual é a vida. O cenário de morte por calor é compatível com qualquer dos três modelos espaciais, mas requer que o universo atinja uma eventual temperatura mínima.

Big RipEdit

A actual constante Hubble define uma taxa de aceleração do universo não suficientemente grande para destruir estruturas locais como galáxias, que são mantidas juntas pela gravidade, mas suficientemente grandes para aumentar o espaço entre elas. Um aumento constante da constante de Hubble até ao infinito resultaria em todos os objectos materiais do Universo, começando pelas galáxias e eventualmente (num tempo finito) todas as formas, não importa quão pequenas, desintegrando-se em partículas elementares não ligadas, radiação e mais além. À medida que a densidade energética, o factor de escala e a taxa de expansão se tornam infinitos, o universo termina como o que é efectivamente uma singularidade.

No caso especial da energia escura fantasma, que supôs uma energia cinética negativa que resultaria numa maior taxa de aceleração do que outras constantes cosmológicas prevêem, poderia ocorrer um grande rasgão mais repentino.

Big CrunchEdit

The Big Crunch. O eixo vertical pode ser considerado como expansão ou contracção com o tempo.

A hipótese do Big Crunch é uma visão simétrica do destino final do universo. Tal como o Big Bang começou como uma expansão cosmológica, esta teoria assume que a densidade média do universo será suficiente para parar a sua expansão e o universo começará a contrair-se. O resultado final é desconhecido; uma simples estimativa teria toda a matéria e o espaço-tempo do universo a colapsar numa singularidade sem dimensão de volta à forma como o universo começou com o Big Bang, mas a estas escalas os efeitos quânticos desconhecidos precisam de ser considerados (ver gravidade quântica). Provas recentes sugerem que este cenário é improvável mas não foi excluído, uma vez que as medições só estiveram disponíveis durante um curto período de tempo, relativamente falando, e poderiam inverter-se no futuro.

Este cenário permite que o Big Bang ocorra imediatamente após o Big Crunch de um universo precedente. Se isto acontecer repetidamente, cria um modelo cíclico, que também é conhecido como um universo oscilatório. O universo poderia então consistir numa sequência infinita de universos finitos, com cada universo finito a terminar com um Big Crunch que é também o Big Bang do universo seguinte. Um problema com o universo cíclico é que este não se reconcilia com a segunda lei da termodinâmica, uma vez que a entropia se acumularia de oscilação para oscilação e causaria a eventual morte por calor do universo. As provas actuais também indicam que o universo não está fechado. Isto levou os cosmólogos a abandonar o modelo oscilante do Universo. Uma ideia algo semelhante é abraçada pelo modelo cíclico, mas esta ideia evita a morte por calor devido a uma expansão das marcas que dilui a entropia acumulada no ciclo anterior.

Big BounceEdit

O Big Bounce é um modelo científico teorizado relacionado com o início do universo conhecido. Deriva do universo oscilatório ou interpretação de repetição cíclica do Big Bang onde o primeiro evento cosmológico foi o resultado do colapso de um universo anterior.

De acordo com uma versão da teoria cosmológica do Big Bang, no início o universo era infinitamente denso. Tal descrição parece estar em desacordo com outras teorias mais amplamente aceites, especialmente a mecânica quântica e o seu princípio de incerteza. Não é surpreendente, portanto, que a mecânica quântica tenha dado origem a uma versão alternativa da teoria do Big Bang. Além disso, se o universo estiver fechado, esta teoria prevê que uma vez que este universo se desmorone, irá desovar outro universo num evento semelhante ao Big Bang depois de uma singularidade universal ser atingida ou uma força quântica repulsiva provocar uma re-expansão.

Em termos simples, esta teoria afirma que o universo irá repetir continuamente o ciclo de um Big Bang, seguido de um Big Crunch.

Big SlurpEdit

Esta teoria postula que o universo actualmente existe num falso vácuo e que pode tornar-se um verdadeiro vácuo a qualquer momento.

Para melhor compreender a teoria do falso vácuo colapso, é preciso primeiro compreender o campo de Higgs que permeia o universo. Tal como um campo electromagnético, ele varia em força com base no seu potencial. Um verdadeiro vácuo existe enquanto o universo existir no seu estado energético mais baixo, caso em que a falsa teoria do vácuo é irrelevante. No entanto, se o vácuo não estiver no seu estado de energia mais baixo (um falso vácuo), poderia fazer um túnel para um estado de energia mais baixo. A isto chama-se decadência do vácuo. Isto tem o potencial de alterar fundamentalmente o nosso universo; em cenários mais audaciosos, mesmo as várias constantes físicas poderiam ter valores diferentes, afectando gravemente os fundamentos da matéria, da energia e do espaço-tempo. É também possível que todas as estruturas sejam destruídas instantaneamente, sem qualquer aviso prévio.

incerteza cósmicaEditar

Cada possibilidade descrita até agora baseia-se numa forma muito simples para a equação de energia negra do estado. Mas como o nome pretende implicar, muito pouco se sabe actualmente sobre a física da energia negra. Se a teoria da inflação é verdadeira, o universo passou por um episódio dominado por uma forma diferente de energia escura nos primeiros momentos do Big Bang; mas a inflação terminou, indicando uma equação de estado muito mais complexa do que as assumidas até agora para a energia escura dos dias de hoje. É possível que a equação da energia escura de estado possa mudar novamente, resultando num evento que teria consequências extremamente difíceis de prever ou de parametrizar. Como a natureza da energia escura e da matéria escura permanece enigmática, mesmo hipotética, as possibilidades em torno do seu futuro papel no universo são actualmente desconhecidas. Nenhum destes fins teóricos para o universo é certo.