根據(jù)推測的宇宙學模型,宇宙的終極命運處于“大凍結(jié)”和“大撕裂”的邊緣。
目前的宇宙是暗能量主導的。暗能量的性質(zhì),決定了宇宙未來的膨脹速度,也就決定了宇宙的未來。目前,描述暗能量的最簡單、也與觀測吻合最好的模型是宇宙學常數(shù)。如果暗能量是宇宙學常數(shù),或者與宇宙學常數(shù)性質(zhì)相近,那么宇宙存在一個大致不變的未來事件視界。幾千億年后,除了本星系群以外,其他星系將與宇宙的事件視界融為一體。這些星系發(fā)出的光,將由于事件視界的紅移效應而變得極度暗淡,以至于無法觀測到。也就是說,幾千億年內(nèi),人類可觀測的星系將從數(shù)萬億個,銳減為幾十個。
在更遠一些的未來,黑洞持續(xù)吞噬物質(zhì),將成為除暗能量外,宇宙的第二大成分。而質(zhì)子最終是否會衰變(目前尚未有實驗支持),也會影響宇宙未來的組成。
宇宙更加“終極”的未來,則與暗能量的細節(jié)密切相關(guān)。對于宇宙學常數(shù)主導的宇宙,宇宙最終將會趨向于德西特空間(或包含一個黑洞的德西特-施瓦西空間):哈勃參數(shù)趨于不變,宇宙的未來具有一個面積趨于穩(wěn)定的事件視界,宇宙內(nèi)部與事件視界終將趨于熱平衡。這個熱平衡的溫度極低,約10-30開。所以這樣的宇宙命運稱為大凍結(jié)。
如果暗能量使宇宙比宇宙學常數(shù)情況膨脹更慢,則宇宙最終不會出現(xiàn)熱平衡狀態(tài),而是溫度無限降低的大凍結(jié)狀態(tài)(所以,宇宙學常數(shù)主導的宇宙是大凍結(jié)的邊界情況)。
而如果暗能量使宇宙比宇宙學常數(shù)情況膨脹更快,則宇宙的事件視界隨時間收縮。如果這樣的收縮持續(xù)下去,宇宙將最終撕裂一切,包括星系、星球以及分子、原子。這樣的宇宙命運稱為大撕裂。
另外,取決于暗能量的性質(zhì),宇宙的未來也存在一些其他假說,例如真空衰變可能使部分宇宙,甚至整個宇宙被新的真空形成的“氣泡”所吞沒?!皻馀荨眱?nèi),可能連物理規(guī)律都與現(xiàn)在的宇宙不同(見多重宇宙)。少數(shù)暗能量模型中,宇宙可能由膨脹轉(zhuǎn)為收縮,最終物質(zhì)的密度趨于無窮大(稱為“大擠壓”)。也有暗能量模型認為宇宙將重新進入與早期宇宙類似的狀態(tài)(循環(huán)宇宙),等等。
暗能量的理論本質(zhì)還是一個謎。觀測上,宇宙學對暗能量的測量有約百分之一的誤差。所以,就算暗能量的性質(zhì)不發(fā)生突變,人類也只能預測數(shù)百倍于現(xiàn)在宇宙年齡的未來。所以,為了預知宇宙的命運,我們迫切需要進一步的實驗觀測,以及對暗能量理論性質(zhì)的進一步研究。