Giả thiết về sự kết thúc của vũ trụ

theo đó sự mở rộng liên tục của vũ trụ sẽ dẫn tới một vũ trụ quá lạnh. Nếu không có sự hiện diện của năng lượng tối, nó chỉ có thể xảy ra trong một hình học hyperbolic hay hình học phẳng. Với một hằng số vũ trụ dương, nó cũng có thể xảy ra trong một vũ trụ đóng. Một viễn cảnh liên quan là Cái chết nóng, cho rằng vũ trụ sẽ đi vào một trạng thái entropy tối đa trong đó mọi thứ cuối cùng sẽ phân bố, và không có các gradient — là những thứ cần thiết để duy trì quá trình thành tạo, một hình thức của cuộc sống. Viễn cảnh cái chết nóng tương tích với cả ba mô hình vũ trụ, nhưng đòi hỏi rằng vũ trụ sẽ phải đạt đến một nhiệt độ tối thiểu cuối cùng. Viễn cảnh này hiện được chấp nhận rộng rãi nhất bên trong cộng đồng khoa học. Big Rip: Khoảng thời gian cuộc sống hữu hạn Trong trường hợp đặc biệt của năng lượng ma tối, vốn có áp lực âm hơn một hằng số vũ trụ đơn giản, mật độ của năng lượng tối tăng theo thời gian, khiến tỷ lệ gia tốc tăng lên, dẫn tới một sự gia tăng ổn định của hằng số Hubble. Vì thế, mội vật thể vật liệu trong vũ trụ, bắt đầu với các thiên hà và cuối cùng (trong một thời gian hữu hạn) tất cả các hình thức, dù nhỏ thế nào, sẽ tan rã thành các hạt cơ bản và phóng xạ, bị xé toạc bởi lực năng lượng ma và bắn xa khỏi nhau. Tình trạng cuối cùng của vũ trụ là một kỳ dị, bởi mật độ năng lượng tối và tỷ lệ mở rộng trở nên vô hạn. Về một biểu thời gian có thể có dựa trên các lý thuyết vật lý hiện tại, xem 1 E19 s and more. Vụ co lớn Vụ co lớn. Trục dọc có thể coi là thời gian âm hay dương. Bài chi tiết: Vụ co lớn Lý thuyết vụ co lớn là một mô hình cân đối về số phận cuối cùng của vũ trụ. Giống như Vụ nổ lớn đã khởi đầu sự mở rộng của vũ trụ, lý thuyết này cho rằng mật độ trung bình của vũ trụ đủ để dừng sự mở rộng và bắt đầu co lại. Kết quả cuối cùng còn chưa được biết; một phép ngoại suy đơn giản là toàn bộ vật chất và không thời gian trong vũ trụ sẽ sụp đổ vào một kỳ dị không kích thước, nhưng ở những tỷ lệ đó những hiệu ứng lượng tử còn chưa được biết cần phải được xem xét tới (Xem Hấp dẫn lượng tử). Viễn cảnh này cho phép Vụ nổ lớn diễn ra ngay lập tức trước Vụ co lớn của một vũ trụ trước đó. Nếu điều này diễn ra nối tiếp, chúng ta có một vũ trụ dao động. Khi ấy vũ trụ có thể gồm một dãy vô hạn các vũ trụ giới hạn, mỗi vũ trụ giới hạn kết thúc bằng một Vụ co lớn và cũng là Vụ nổ lớn của vũ trụ tiếp theo. Về lý thuyết, vũ trụ dao động có thể không tương thích với định luật nhiệt động học thứ hai: entropy sẽ tạo nên từ sự dao động tới sự dao động và gây ra cái chết nóng. Các đo đạc khác cho thấy vũ trụ không đóng. Những tranh cãi đó khiến các nhà vũ trụ học từ bỏ mô hình vũ trụ dao động. Một ý tưởng gần như tương tự là mô hình tuần hoàn, nhưng ý tưởng này tránh được cái chết nóng, bởi một sự mở rộng của các brane làm loãng entropy tích tụ ở vòng tuần hoàn trước. Big Bounce Big Bounce là một mô hình khoa học lý thuyết liên quan tới sự khởi đầu của Vũ trụ đã biết. Nó xuất phát từ vũ trụ dao động hay chu kỳ nối tiếp của Vụ nổ lớn theo đó sự kiện vũ trụ đầu tiên là kết quả của sự sụp đổ của vũ trụ trước đó. Theo một phiên bản lý thuyết Vụ nổ lớn của vũ trụ học, ở thời điểm khởi đầu của vũ trụ nó có mật độ vô hạn. Một sự miêu tả như vậy dường như không thích hợp với mọi thứ khác trong vật lý, và đặc biệt cơ học lượng tử và nguyên tắc không chắc chắn của nó.[cần dẫn nguồn] Vì thế, không ngạc nhiên rằng cơ học lượng tử đã khiến một phiên bản khác của lý thuyết Vụ nổ lớn xuất hiện. Tương tự, nếu vũ trụ đóng, lý thuyết này sẽ tiên đoán rằng một khi vụ trụ sụp đổ nó sẽ sinh ra một vũ trụ khác trong một sự kiện tương tự Vụ nổ lớn sau khi đạt tới một kỳ dị vũ trụ hay một lực đẩy lượng tử gây ra sự tái mở rộng. Đa vũ trụ: không có sự kết thúc hoàn toàn Lý thuyết đa vũ trụ cho rằng vũ trụ của chúng ta chỉ là một trong vô số vũ trụ tồn tại song song, có thể với những định luật vật lý khác nhau. Dù số phận cuối cùng của vũ trụ của chúng ta có thể nào, hầu hết tất cả các vũ trụ song song sẽ có các số phận khác nhau. Và tuy nhiều vũ trụ có thể là đóng, nhiều vũ trụ có thể là mở. Đa vũ trụ là một toàn thể có thể không bao giờ chấm dứt hoàn toàn. Trống rỗng giả Nếu sự trống rỗng không ở trong tình trạng năng lượng thấp nhất của nó (một sự trống rỗng giả), nó có thể thông qua đường hầm vào một tình trạng năng lượng thấp hơn. [cần dẫn nguồn] Cái này được gọi là sự kiện siêu ổn định. Nó có khả năng thay đổi tận gốc rễ vũ trụ của chúng ta; ở những viễn cảnh táo bạo hơn thậm chí nhiều hằng số vật lý có thể có những giá trị khác nhau, tác động nghiêm trọng tới những nền tảng của vật chất, năng lượng, và không thời gian. Cũng có thể rằng toàn bộ các cơ cấu sẽ bị tiêu diệt ngay lập tức, mà không có sự cảnh báo trước. Sự giải thích Nhiều thế giới của cơ học lượng tử Theo sự giải thích Nhiều thế giới của cơ học lượng tử, vũ trụ sẽ không kết thúc theo kiểu này. Thay vào đó, mỗi lần một sự kiện lượng tử xảy ra khiến vũ trụ suy tàn từ một Trống rỗng giả thành một tình trạng trống rỗng, vũ trụ phân chia thành nhiều thế giới mới. Trong một số các thế giới mới do vũ trụ tiếp tục suy tàn; trong một số thế giới khác vũ trụ tiếp tục như trước đó. Sự không chắc chắn vũ trụ Mỗi khả năng được mô tả ở trên dựa trên một hình thức rất đơn giản của biểu thức năng lượng tối của tình trạng. Nhưng khi cái tên dường như được áp dụng, chúng ta hầu như không biết gì về vật lý thật sự của năng lượng tối. Nếu lý thuyết lạm phát là đúng, vũ trụ trải qua một giai đoạn bị thống trị bởi một hình thức năng lượng tối khác ở những thời điểm đầu tiên của vụ nổ lớn, nhưng sự lạm phát chấm dứt, cho thấy một biểu thức tình trạng phức tạp hơn nhiều so với những biểu thức ta đã có hiện tại về năng lượng tối. Có thể biểu thức tình trạng năng lượng tối có thể lại thay đổi một lần nữa dẫn tới một sự kiện sẽ để lại những hậu quả cực khó để biểu hiện hay dự đoán. Những khó khăn do quan sát với các lý thuyết Sự lựa chọn giữa những viễn cảnh đối nghịch được tiến hành bởi việc 'cân' vũ trụ, ví dụ, đo những sự đóng góp liên quan của vật chất, bức xạ, vật chất tối và năng lượng tối tới mật độ tới hạn. Cụ thể hơn, các viễn cảnh trái ngược được đánh giá theo các dữ liệu trên các cụm thiên hà và các sao siêu mới ở xa xôi, và trên các tính không đẳng hướng trong Màn bức xạ vi sóng vũ trụ. Cuộc sống trong một vũ trụ chết Lý thuyết thông minh vĩnh cửu của Dyson cho rằng một nền văn minh tiên tiến có thể tồn tại trong một giai đoạn thời gian vô hạn mà chỉ cẩn một lượng năng lượng hữu hạn. Một nền văn minh như vậy sẽ biến đổi các giai đoạn hoạt động ngắn bằng những giai đoạn ngủ đông thậm chí còn dài hơn. John Barrow và Frank J. Tipler (1986) đã đưa ra một Nguyên tắc thời kỳ tồn tại cuối cùng: sự xuất hiện của đời sống thông minh là không thể tránh được, và một khi cuộc sống thông minh đó tồn tại ở một nơi nào đó trong vũ trụ, nó sẽ không bao giờ chết. Barrow và Tipler thậm chí còn đi xa hơn: số phận cuối cùng của cuộc sống thông minh là để thâm nhập vào và kiểm soát toàn bộ vũ trụ ở mọi khía cạnh chỉ trừ một: trí thông minh không thể ngăn cản Vụ co lớn. Hơn nữa, nó sẽ không muốn làm thế bởi nguồn cung cấp năng lượng chính trong một vũ trụ đang trải qua Vụ co lớn sẽ là một điểm nóng trong bầu trời xuất hiện từ một sự co bất đối xứng của vũ trụ. Họ đoán rằng sự bất đối xứng cần thiết sẽ được tạo ra bởi một số hình thức đời sống thông minh. Viễn cảnh điểm Omega của Tipler (Tipler 1994) cho rằng sự đảo ngược viễn cảnh cuộc sống thông minh vĩnh cửu sẽ là trường hợp cho một nền văn minh đang ở trong những giai đoạn cuối cùng của một Vụ co lớn. Một nền văn minh như vậy sẽ, trên thực tế, trởi qua một lượng thời gian "chủ quan" vô hạn trong cuộc đời còn lại hữu hạn của vũ trụ, sử dụng năng lượng to lớn của Vụ co lớn để tăng tốc quá trình thành tạo nhanh hơn sự tiếp cận của kỳ dị cuối cùng. Dù có thể xảy ra trên lý thuyết, không chắc chắn rằng liệu sẽ có những kỹ thuật như vậy để khiến các kịch bản ấy có thể xảy ra. Hơn nữa, những giải pháp hữu hiệu có thể không phân biệt được với tình trạng hiện tại của vũ trụ của chúng ta. Nói cách khác, nếu nền văn minh không thể ngăn vũ trụ sụp đổ, ít nhất họ có thể sử dụng năng lượng từ vụ sụp đổ để tái tạo các vũ trụ tương lai giống với vũ trụ đang kết thúc, nhưng với các tỷ lệ thời gian nhân tạo hay nén. Tác phẩm gần đây về lạm phát vũ trụ học, lý thuyết dây, và cơhọc lượng tử đã chuyển các hướng tranh cãi về số phận cuối cùng của vũ trụ khác biệt so với các viễn cảnh do Dyson và Tipler đặt ra. Lý thuyết của Eric Chaisson và David Layzer cho thấy rằng không thời gian mở rộng sẽ gây ra "khe hở entropy" tăng lên, khiến nghi ngờ lý thuyết cái chết nóng. Viện dẫn tác phẩm của Ilya Prigogine về nhiệt động lực far-from-equilibrium, phân tích của họ cho thấy khe hở entropy này có thể góp phần vào sự thành tạo, và vì thế tới sự thành tạo cấu trúc. Tuy nhiên, Andrei Linde, Alan Guth, Ted Harrison, và Ernest Sternglass cho rằng lạm phát vũ trụ học cho thấy rõ sự hiện diện của một Đa vũ trụ, và nó sẽ là thực tế thậm chí với sự hiểu biết hiện nay về các loài người thông minh tạo ra và truyền sự thành tạo de novo vào một vũ trụ riêng biệt. Alan Guth đã cho rằng một nền văn minh ở đỉnh thang Kardashev có thể tạo ra các fine-tuned universe trong một sự tiếp nối của quá trình tiến hoá dẫn tới sự tồn tại, phát triển và nhân lên. Ý tưởng này đã được phát triển thêm bởi Selfish Biocosm Hypothesis, và bởi đề xuất rằng sự tồn tại của các hằng số lý thuyết cơ bản có thể là chủ đề của một cuộc tiến hoá vũ trụ kiểu Darwin.[3] Hơn nữa, những công trình lý thuyết hiện nay về vấn đề hấp dẫn lượng tử còn chưa được giải quyết và Nguyên tắc Giao thoa cho thấy các lượng vật lý truyền thống có thể được miêu tả bằng những thuật ngữ trao đổi thông tin, và tới lượt chúng lại khiến nổi lên những câu hỏi về khả năng áp dụng của các mô hình vũ trụ cũ.