Перегляд вихідного коду сторінки Доля Всесвіту

{{Дослідження майбутнього}}
[[Файл:Big_Crunch.gif|frame|Сценарій [[Велике стискання|Великого стискання]]&nbsp;— один із варіантів майбутнього Всесвіту]]
'''Доля Всесвіту'''&nbsp;— одна з тем [[фізична космологія|фізичної космології]]. Існує багато варіантів майбутнього в наукових теоріях та [[гіпотеза]]х, вони стосуються як знищення, так і [[нескінченність|нескінченного]] існування [[Всесвіт]]у.

Після того, як [[Великий вибух|теорія Великого вибуху]] була прийнята більшістю вчених<ref>{{Cite web|url=http://map.gsfc.nasa.gov/universe/|title=WMAP's Introduction to Cosmology|website=map.gsfc.nasa.gov|accessdate=2016-03-31|archiveurl=https://web.archive.org/web/20110514230003/http://map.gsfc.nasa.gov/universe/|archivedate=2011-05-14|deadurl=yes}}</ref>, майбутнє Всесвіту стало одним з провідних питань [[Космологія|космології]], що розглядається з різних точок зору залежно від фізичних властивостей Всесвіту: його [[маса|маси]], [[енергія|енергії]], [[густина|густини]] та швидкості розширення.

Серед космологів існує консенсус, що Всесвіт плоский і тому буде [[Розширення Всесвіту|розширюватися]] вічно.<ref name=":0">{{Cite web|url=http://map.gsfc.nasa.gov/universe/uni_fate.html|title=WMAP- Fate of the Universe|website=map.gsfc.nasa.gov|accessdate=2016-03-31|archive-date=15 жовтня 2019|archive-url=https://web.archive.org/web/20191015052245/http://map.gsfc.nasa.gov/universe/uni_fate.html}}</ref>{{Неавторитетне джерело}} Здебільшого, доля Всесвіту залежить від його форми та від того, яку роль у ньому відіграє [[темна енергія]].

== Історія ==
{{main|Хронологія Всесвіту}}

=== Давні часи ===
У минулому більшість народів світу не мало чіткого уявлення навіть про [[існування]] Всесвіту, не кажучи вже про його [[майбутнє]]. Більшість з них вважали свою долю та долю Землі цілком залежною від різноманітних божеств, які існують поза простором-часом. Але це не заважало деяким цивілізаціям висувати гіпотези, що стосуються майбутнього нашої планети.

Племена [[інки|інків]], [[майя]] та [[ацтеки|ацтеків]] вважали, що [[простір-час]] є замкнутим кільцем, на одній стороні якого розташовується початок історії, а на інший&nbsp;— теперішній час. За їхньою гіпотезою, колись майбутнє має плавно перейти у минуле, що можна прийняти за першу згадку [[Циклічна модель (космологія)|моделі циклічного Всесвіту]]<ref>{{Cite web|url=http://www.vseznaika.org/kosmos/kak-drevnie-lyudi-predstavlyali-sebe-vselennuyu/|title=Как древние люди представляли себе Вселенную?|website=www.vseznaika.org|accessdate=2016-04-07|archive-date=23 квітня 2016|archive-url=https://web.archive.org/web/20160423115105/http://www.vseznaika.org/kosmos/kak-drevnie-lyudi-predstavlyali-sebe-vselennuyu/}}</ref>. Такої ж моделі дотримувалися германські та слов'янські племена. Подібна форма міркування, можливо, була пов'язана з аграрною моделлю існування: дозрівання врожаю та його відмирання восени, рік за роком.<ref>{{Cite web|url=http://ec-dejavu.ru/t/Time.html|title=Время: Представление о времени в традиционных обществах|website=ec-dejavu.ru|accessdate=2016-04-07|archive-date=18 квітня 2016|archive-url=https://web.archive.org/web/20160418225634/http://ec-dejavu.ru/t/Time.html}}</ref>

=== Теорія ===
Наукове передбачення долі Всесвіту стало можливим із відкриттям [[Загальна теорія відносності|Загальної теорії відносності]] [[Альберт Ейнштейн|Альбертом Ейнштейном]] у 1916 році, яка дозволяє описати майбутнє Всесвіту з максимальною точністю. Існує багато можливих висновків з теорії відносності, але кожен з них враховує майбутню долю Всесвіту. Ряд таких відкриттів запропонував [[Олександр Фрідман]] у 1922 році, а за ним і [[Жорж Леметр]] у 1927. Обидва вчені вивели так зване [[рівняння Фрідмана]] (але назву воно отримало на честь першовідкривача). Деякі моменти з нього передбачали розширення Всесвіту з сингулярності, що, власне, є сутністю теорії [[Великий вибух|Великого вибуху]].

=== Спостереження ===
У 1920-х роках відомий астроном [[Едвін Габбл]] почав працювати в обсерваторії Маунт-Вілсон, де отримав доступ до найбільшого на той час телескопа Hooker. Більшість вчених тоді вважали, що Всесвіт складається тільки з нашої галактики. Габбл використав новий телескоп для спостереження за пульсуючими зорями, [[цефеїда]]ми, які є індикаторами [[шкала космічних відстаней|відстані в космосі]].<ref>{{Cite web|url=http://v-kosmose.com/edvin-habbl-kratkaya-biografiya/|title=Биография Эдвина Хаблбла|website=v-kosmose.com|accessdate=2016-04-08|archive-date=22 квітня 2016|archive-url=https://web.archive.org/web/20160422035815/http://v-kosmose.com/edvin-habbl-kratkaya-biografiya/}}</ref> Його спостереження відкрили факт існування далеких від Чумацького Шляху об'єктів: видимі в телескопі [[Галактична туманність|туманності]] були доказом існування інших [[Галактика|галактик]].

1931 року Габбл опублікував роботу, у якій стверджував, що галактики розбігаються одна від одної зі швидкістю, пропорційною відстані між ними.<ref>{{Cite web|url=http://geology.lnu.edu.ua/phis_geo/fourman/E-books-FVV/Arxiv%20books%20of%20FVV/Space/Looking%20to%20space/Looking%20to%20space-1.htm|title=Розширення Всесвіту та досліди Хаббла|last=|first=|date=|website=|publisher=|language=|accessdate=}}{{Недоступне посилання|date=липень 2019 |bot=InternetArchiveBot }}</ref> Це відкриття зруйнувало стаціонарну модель Всесвіту, яка існувала ще з часів Арістотеля. З того часу зародження Всесвіту та його можливий кінець стали темою обговорення багатьох вчених.
[[Файл:Aleksandr_Fridman.png|thumb|Александр Фрідман]]

=== Теорії Великого Вибуху та Стаціонарного Всесвіту ===
{{main|Великий вибух}}

1927 року Жорж Леметр запропонував теорію щодо походження Всесвіту, яку назвали теорією [[Великий вибух|Великого Вибуху]]. Базуючись на дослідженнях Едвіна Габбла та на рівнянні Фрідмана, Леметр припустив, що розширення галактик можна екстраполювати в минуле, звівши все до єдиної точки.

1948 року [[Фред Гойл]] запропонував протилежну гіпотезу, у якій висловив думку про те, що Всесвіт хоч і розширюється постійно, але залишається статичним через появу нової матерії.

Прихильники цих теорій сперечалися між собою аж до відкриття, зробленого [[Арно Аллан Пензіас|Арно Пензіасом]] та [[Роберт Вудро Вільсон|Робертом Вілсоном]] 1965 року. Вони відкрили так зване [[реліктове випромінювання]], яке було передбачено теорією Великого Вибуху, але не теорію Стаціонарного Всесвіту. У результаті теорія Великого Вибуху стала домінуючою теорією створення Всесвіту серед науковців.

=== Космологічна стала ===
Коли Ейнштейн тільки сформулював свою теорію відносності, він та його сучасники вважали, що Всесвіт перебуває у стаціонарному стані. Щоб це довести, він ввів у свої рівняння так звану [[Космологічна стала|космологічну сталу]], параметр простору-часу, який дозволяв Всесвіту залишатися сталим. Але коли [[Едвін Габбл]] довів, що Всесвіт постійно розширюється, Ейнштейн назвав космологічну сталу «найбільшою помилкою свого життя».

=== Параметр густини Всесвіту ===
[[Файл:Friedmann universes.svg|міні|Залежність майбутнього Всесвіту (зокрема галактик) від параметра густини матерії Ω<sub>M</sub> та густини темної енергії Ω<sub>Λ</sub>]]
Найважливішу роль у долі Всесвіту відіграє параметр густини, Омега (Ω), який є результатом ділення середньої густини Всесвіту на критичне значення цієї густини. При цьому існує три варіанти значення Ω:

Ω < 1&nbsp;— відкритий Всесвіт,

Ω = 1&nbsp;— плоский Всесвіт,

Ω > 1&nbsp;— замкнутий Всесвіт.

Ці три сценарії стосуються усієї геометрії простору, тому особливо важливим питанням для космологів є значення цього параметра.

== Роль форми Всесвіту ==
''Див. також: [[Форма Всесвіту]]''
[[Файл:End_of_universe.jpg|thumb|Три можливі форми Всесвіту при різних значеннях Ω]]
Сьогодні більшість космологів вважає, що доля Всесвіту залежить від його форми, кількості темної енергії у ньому та від рівняння, що показує залежність густини темної енергії від розширення Всесвіту. Недавні спостереження показують, що коефіцієнт швидкості розширення зростає відповідно до теорії Відкритого Всесвіту, але дослідження [[WMAP]] дозволяють припустити, що Всесвіт є плоским або перебуває в стані, подібному до плоского.

=== Замкнений Всесвіт ===
Якщо Ω > 1, то геометрія у Всесвіті замкнута подібно до сфери. Сума кутів трикутника перевищує 180 градусів, а паралельні лінії врешті-решт перетинаються. Геометрія Всесвіту, принаймні у великих масштабах, є [[Сферична геометрія|сферичною]].

У замкнутому просторі сила тяжіння врешті-решт зупинить розширення Всесвіту, після чого він почне стискатися допоки вся матерія не сколапсує в єдину точку. Такий перехід до сингулярності називається «[[Велике стискання|Великим стисканням]]», він є протилежністю [[Великий вибух|Великого вибуху]].

Ця теоретична можливість нової сингулярності дає нагоду деяким космологом вважати, що та ж сингулярність, яка була початковою для нашого Всесвіту, була заключною подією в минулому циклі життя Всесвіту. Тому все існування Всесвіту це нескінченний цикл, з поступовим чергуванням розширення та стиснення. Період такого циклу коливається від 60&nbsp;млрд до 1000&nbsp;млрд років.<ref>{{Cite web|url=http://pidruchniki.com/12191010/prirodoznavstvo/varianti_maybutnogo_vsesvitu|title=Варіанти майбутнього Всесвіту, Деякі труднощі гіпотези розширного Всесвіту, Проблема позаземних цивілізацій - Концепції сучасного природознавства - Навчальні матеріали онлайн|last=Administrator|website=pidruchniki.com|accessdate=2016-03-31|archive-date=19 квітня 2016|archive-url=https://web.archive.org/web/20160419112713/http://pidruchniki.com/12191010/prirodoznavstvo/varianti_maybutnogo_vsesvitu}}</ref>

Деякі сучасні теорії припускають, що у космосі є неймовірно велика кількість темної енергії, сили відштовхування якої вистачить, аби розширення Всесвіту тривало вічно&nbsp;— навіть при Ω > 1.

=== Відкритий Всесвіт ===
[[Файл:Triangles_(spherical_geometry).jpg|thumb|Трикутник у сферичній геометрії як приклад замкненої форми Всесвіту]]
Якщо Ω < 1, то геометрія простору є відкритою, нагадуючи поверхню сідла (див. малюнок). Сума кутів трикутника менша за 180 градусів, а поверхні мають від'ємну кривину. Геометрія такого Всесвіту [[Гіперболічна геометрія|гіперболічна]].

Навіть без темної енергії такий Всесвіт буде розширюватися завжди, сила тяжіння у такому випадку майже не впливає на швидкість розширення, а з темною енергію воно навіть прискориться. У такому випадку Всесвіт спіткає [[теплова смерть]].

=== Плоский Всесвіт ===
Якщо середня густина матерії Всесвіту дорівнює критичній густині (Ω = 1), то геометрія Всесвіту є [[Евклідова геометрія|евклідовою]]: сума кутів трикутника дорівнює 180 градусів, а паралельні лінії ніколи не перетинаються. Вимірювання зонда [[WMAP]] підтвердили, що Всесвіт є плоским, але з 0,4&nbsp;% шансом помилки.<ref>{{Cite web|url=http://map.gsfc.nasa.gov/universe/uni_shape.html|title=WMAP- Shape of the Universe|website=map.gsfc.nasa.gov|accessdate=2016-03-31|archive-date=1 червня 2012|archive-url=https://web.archive.org/web/20120601032707/http://map.gsfc.nasa.gov/universe/uni_shape.html}}</ref>

Якщо темна енергія відсутня, плоский Всесвіт буде розширюватися завжди, але повільніше з кожною секундою. Врешті-решт, швидкість розширення буде наближатися до нуля. За наявності темної енергії швидкість розширення Всесвіту спочатку сповільниться через сили тяжіння, але потім зросте. Доля Всесвіту в такому випадку аналогічна до теорії Відкритого Всесвіту.<ref>{{Cite web|url=http://www.symmetrymagazine.org/article/april-2015/our-flat-universe?email_issue=725|title=Our flat universe|website=symmetry magazine|accessdate=2016-03-31|archive-date=10 квітня 2015|archive-url=https://web.archive.org/web/20150410200411/http://www.symmetrymagazine.org/article/april-2015/our-flat-universe?email_issue=725}}</ref>

== Теплова смерть Всесвіту ==
{{main|Майбутнє Всесвіту, що розширюється}}
[[Файл:Clausius.jpg|міні|Рудольф Клаузіус сформулював принципи теорії теплової смерті]]
Теплова смерть є найбільш імовірним сценарієм кінця існування Всесвіту. Основні положення теорії Великого заморожування були сформульовані німецьким фізиком [[Рудольф Клаузіус|Рудольфом Клаузіусом]] у 1865 році. За його гіпотезою, ми мусимо розглядати Всесвіт як ізольовану систему (тобто таку, яка не обмінюється енергією з подібною системою). Беручи до уваги [[другий закон термодинаміки]], вчений зробив висновок, що [[ентропія]] у Всесвіті неперервно зростає, наближаючись до максимуму. Як наслідок, у Всесвіті через деякий час мають припинитися всі макроскопічні процеси.<ref>{{Cite web|url=http://www.astrotime.ru/heat_death_vselennoy.html|title=Тепловая смерть вселенной, теория тепловой смерти вселенной, критика теории тепловой смерти вселенной.|website=www.astrotime.ru|accessdate=2016-04-02|archive-date=3 грудня 2013|archive-url=https://web.archive.org/web/20131203171118/http://www.astrotime.ru/heat_death_vselennoy.html}}</ref>

У 1970-х роках майбутнє Всесвіту було досліджено Джамалем Ісламом та Фріменом Дайсоном. А фізики Фред Адамс та Грег Лафлін розділили цю хронологію на п'ять епох, відлік яких починається з Великого Вибуху{{Джерело?}}.

=== Початкова епоха (у 10<sup>−36</sup>&nbsp;— 10<sup>5</sup> роках) ===
Перша, початкова епоха&nbsp;— це час у минулому відразу після Великого вибуху, коли ніякі зорі ще не сформувалися. У дуже короткий час створюються та знищуються деякі елементарні частинки. Поступово гравітація стає домінуючою силою у Всесвіті.

Між 380 000 роком і 550&nbsp;млн роком після Великого Вибуху Всесвіт заповнений гідрогеном та гелієм, реліктовим випромінюванням {{Джерело?|та випромінюванням атомарного гідрогену на хвилі 21&nbsp;см}}. Зорі, квазари та інші яскраві джерела ще не існують.

=== Епоха зір (у 10<sup>6</sup>&nbsp;— 10<sup>14</sup> роках) ===
Теперішня ера, ера активного народження зір, закінчиться саме тоді, коли галактики вичерпають усі запаси міжзоряного газу. У цей же час щезнуть маломасивні зорі&nbsp;— [[Червоний карлик|червоні карлики]],&nbsp;— повністю вичерпавши свої джерела горіння.

Набагато раніше згасне [[Сонце]]&nbsp;— спочатку воно перетвориться на [[Червоний гігант|червоного гіганта]], поглинувши [[Меркурій (планета)|Меркурій]] та [[Венера (планета)|Венеру]]. [[Земля]], навіть якщо її не спіткає така ж доля, розжариться настільки, що буде являти собою згусток лави на денній стороні.

У цю епоху відбувається злиття [[Чумацький Шлях|Чумацького шляху]] з [[Галактика Андромеди|галактикою Андромеди]].

=== Епоха розпаду (у 10<sup>15</sup>&nbsp;— 10<sup>39</sup> роках) ===
Якщо у попередній стадії усі основні об'єкти Всесвіту&nbsp;— зорі, подібні до Сонця, то в еру розпаду&nbsp;— білі та коричневі карлики, а також більш рідкісні [[Нейтронна зоря|нейтронні зорі]] та чорні діри.

Якщо у минулій стадії горіння гідрогену було найпоширенішим процесом, то домінуватимуть процеси анігіляції та, можливо, [[Розпад протона|розпаду протонів]] (такий розпад є гіпотетичним).

Галактики також дуже відрізнятимуться від теперішніх: усі зорі неодноразово зіштовхувалися одна з одною. Розмір галактик значно збільшився: усі галактики, що входять до складу місцевих скупчень, злилися в одну.

Через 10<sup>40</sup> років остаточно розпадуться [[нуклід]]и.{{джерело}}

=== Епоха чорних дір (у 10<sup>40</sup>&nbsp;— 10<sup>100</sup> роках) ===
[[Файл:BlackHole.jpg|thumb|300 px|Чорні діри&nbsp;— останні об'єкти у згасаючому просторі]]
На цьому етапі майже вся [[Матерія (фізика)|матерія]] представлена морем [[Елементарна частинка|елементарних частинок]]. Лише на деяких ділянках Всесвіту продовжують існувати [[Нейтронна зоря|нейтронні зорі]]. На перший план виходять [[Чорна діра|чорні діри]].

За попередні декади вони значно збільшили свій розмір за рахунок речовини, але в цю будуть її випромінювати. Основних механізмів тут два: зіткнення чорних дір та їхнє наступне злиття вивільнює значну гравітаційну енергію, створюючи [[Гравітаційна хвиля|гравітаційні хвилі]]. Другим механізмом є [[випромінювання Гокінга]]: завдяки своїй природі деяким [[фотон]]ам вдається пробиватися за [[горизонт подій]]. Разом із фотонами чорна діра втрачає й масу, а втрата маси веде до ще більшого потоку фотонів. В якийсь момент гравітація більше не може утримувати фотони під горизонтом подій і чорна діра вибухає, викидаючи останні залишки фотонів.

=== Епоха вічної тьми (після 10<sup>101</sup> року) ===
У цій ері вже не залишилося ніяких джерел енергії. Збереглися лише кінцеві продукти всіх процесів, що відбувалися в минулих декадах: фотони з великою довжиною хвилі, [[нейтрино]], [[електрон]]и, [[позитрон]]и та [[кварк]]и. Температура поступово наближається до абсолютного нуля. Час від часу електрони та позитрони створюють нестабільні атоми [[Позитроній|позитронію]], але потім їх все одно спіткає повна [[Електрон-позитронна анігіляція|анігіляція]].<ref>{{Cite web|url=http://map.gsfc.nasa.gov/universe/uni_fate.html|title=WMAP- Fate of the Universe|website=map.gsfc.nasa.gov|accessdate=2016-04-11|archive-date=15 жовтня 2019|archive-url=https://web.archive.org/web/20191015052245/http://map.gsfc.nasa.gov/universe/uni_fate.html}}</ref>

Випадкові [[Квантова флуктуація|квантові флуктуації]] або [[Тунелювання|квантове тунелювання]] можуть навіть призвести до повторного Великого вибуху у <math>10^{10^{56}}</math> році.<ref>{{Cite news|url=http://arxiv.org/abs/astro-ph/0302131|title=Parallel Universes|last=Tegmark|first=Max|date=2003-02-06|work=arXiv:astro-ph/0302131|accessdate=2016-03-31|archive-date=18 січня 2016|archive-url=https://web.archive.org/web/20160118023602/http://arxiv.org/abs/astro-ph/0302131}}</ref> За відсутності темної енергії теплова смерть може настати лише в плоскому або відкритому Всесвіті, а з позитивним значенням космологічної сталої&nbsp;— у замкненому.

Більшість вчених вважають сценарій теплової смерті однією з найважливіших гіпотез у космології.<ref name=":1">{{Cite news|url=http://arxiv.org/abs/astro-ph/0409264|title=Current Observational Constraints on Cosmic Doomsday|last=Wang|first=Yun|last2=Kratochvil|first2=Jan Michael|last3=Linde|first3=Andrei|last4=Shmakova|first4=Marina|date=2004-12-15|pages=006–006|work=Journal of Cosmology and Astroparticle Physics|volume=2004|doi=10.1088/1475-7516/2004/12/006|issn=1475-7516|issue=12|accessdate=2016-03-31|archive-date=5 січня 2016|archive-url=https://web.archive.org/web/20160105004438/http://arxiv.org/abs/astro-ph/0409264}}</ref>

== Інші теорії ==
Як уже зазначалося, доля Всесвіту залежить від густини матерії у ньому. На підставі вимірів швидкості розширення та густини речовини Всесвіту більшість вчених вважають сценарій «Великого заморожування» (тобто [[Теплова смерть|теплової смерті]]) найбільш імовірним сценарієм кінця існування всього живого у Всесвіті.<ref name=":0"/> Але допоки ця теорія остаточно не підтвердилася, ми маємо розглядати альтернативні версії майбутнього Всесвіту.

=== Великий розрив ===
{{main|Великий розрив}}
[[Файл:Big rip.gif|frame|Знищення Галактики за сценарієм Великого розриву]]
Теорія Великого розриву більше інших теорій залежить від темної енергії, а саме від параметра <math>w</math>, що є відношенням тиску темної енергії до її густини. Якщо гіпотеза Великого розриву правильна, то зі збільшенням швидкості розширення Всесвіту відстань до [[Горизонт подій|горизонту подій]] буде зменшуватися. Якщо розмір горизонту подій стане меншим за розмір будь-якого іншого об'єкта, то між ними припиняться будь-які взаємодії: [[Гравітаційна взаємодія|гравітаційні]], [[Електромагнітна взаємодія|електромагнітні]], [[Сильна взаємодія|сильні]] та [[Слабка взаємодія|слабкі]].

Час до знищення Всесвіту можна обчислити, якщо прийняти значення <math>w</math> рівним -1,5 і скласти рівняння вигляду:

<math>t_{rip} - t_0 \approx \frac{2}{3|1+w|H_0\sqrt{1-\Omega_m}},</math>

де H<sub>0</sub>&nbsp;— [[Стала Габбла]] (70[[Швидкість|км/c]])/[[Мегапарсек|Мпс]], а Ω<sub>m</sub>&nbsp;— значення густини усієї матерії Всесвіту (0,3).

У такому випадку кінець існування Всесвіту настане через 22&nbsp;млрд років.<ref>{{Cite news|url=http://link.aps.org/doi/10.1103/PhysRevLett.91.071301|title=Phantom Energy: Dark Energy with $w|last=Caldwell|first=Robert R.|last2=Kamionkowski|first2=Marc|last3=Weinberg|first3=Nevin N.|date=2003-08-13|pages=071301|work=Physical Review Letters|volume=91|doi=10.1103/PhysRevLett.91.071301|issue=7|accessdate=2016-04-03}}</ref>
* За мільярд років до Великого розриву розпадуться [[скупчення галактик]].
* За 60&nbsp;млн років до Великого розриву гравітація стане занадто слабкою, щоб утримувати [[Галактика|галактики]].
* За 3 місяці до Великого розриву наша [[Сонячна система]] стане гравітаційно нестабільною.
* За 30 хвилин до Великого розриву зруйнується [[Земля]].
* За <math>10^{-9}</math> секунд до Великого розриву зруйнуються [[атом]]и.<ref>{{Cite book|title=Relativistic Cosmology|last=Ellis, George F. R., R. Maartens, and M. A. H. MacCallum|first=|year=|publisher=|location=|pages=|language=|isbn=}}</ref>
Але, за останніми космологічними даними, ми не можемо знати, який з трьох варіантів правильний: <math>w</math> > -1, <math>w</math> < -1 чи <math>w</math> = -1.<ref>{{Cite web|url=http://wmap.gsfc.nasa.gov/news/|title=WMAP 9 Year Mission Results|website=wmap.gsfc.nasa.gov|accessdate=2016-04-03|archive-date=1 січня 2017|archive-url=https://web.archive.org/web/20170101053027/https://wmap.gsfc.nasa.gov/news/}}</ref> Також ми не можемо бути певними у властивостях темної енергії.

Після Великого розриву всі відомі нам закони фізики перестануть працювати, тому подальшу долю Всесвіту передбачити неможливо.

=== Велике стискання ===
{{main|Велике стискання}}

[[Файл:Big crunch.png|thumb|Сценарій Великого стискання, якщо дивитися зверху донизу, і Великого вибуху, якщо навпаки|242x242px]]
Якщо Всесвіт не нескінченний, а швидкість розширення не перевищує [[Друга космічна швидкість|космічну швидкість]], то спільне гравітаційне тяжіння усієї матерії врешті-решт зупинить його розширення та змусить почати стискатися. Проте через зростання [[Ентропія|ентропії]] сценарій стискання буде суттєво відрізнятися від оберненого в часі сценарію розширення: Всесвіт не буде однорідним, як було після Великого Вибуху, а буде поділений на ізольовані групи.

У результаті вся матерія Всесвіту має сколапсувати в [[Чорна діра|чорні діри]], які поступово будуть зростатися, утворюючи єдину чорну діру&nbsp;— [[космологічна сингулярність|сингулярність]] Великого стискання. Деякі теорії стверджують, що стиснутий Всесвіт своєю чергою може бути початком нового Великого вибуху, що дає підстави говорити про циклічну модель його еволюції. Теоретично, ця модель не дуже узгоджується з [[Другий закон термодинаміки|другим законом термодинаміки]]&nbsp;— ентропія накопичуватиметься від циклу до циклу і згодом має призвести до теплової смерті.

Проте більшість вчених відхиляють сценарій Великого стискання, бо, за останніми спостереженнями, сили гравітації не тільки не зупиняють розширення Всесвіту, а навіть прискорюють його.<ref name=":1"/> Але оскільки темна енергія ще не до кінця досліджена, ми не можемо остаточно відкинути цей варіант долі Всесвіту.

=== Великий відскок ===
Цей сценарій можливий при циклічній моделі існування Всесвіту, у якій утворення нашого Всесвіту було результатом знищення попереднього.<ref>{{Cite web|url=http://www.sciencedaily.com/releases/2006/05/060515232747.htm|title=http://www.sciencedaily.com/releases/2006/05/060515232747.htm|website=www.sciencedaily.com|accessdate=2016-04-06|archive-date=7 листопада 2017|archive-url=https://web.archive.org/web/20171107060733/https://www.sciencedaily.com/releases/2006/05/060515232747.htm}}</ref> З точки зору [[Пульсуючий Всесвіт|теорії пульсуючого Всесвіту]], початком існування нашого Всесвіту був не Великий вибух, а саме Великий відскок, керований складними ефектами квантової механіки.

Основна ідея теорії Великого відскоку схожа на теорію Великого стискання: через деякий час Всесвіт має припинити розширення та почати стискатися. Але деякі вчені вважають, що, на відміну від теорії Великого стискання, Всесвіт не повернеться до сингулярності, а лише впритул наблизиться до цього стану і потім відскочить, як м'яч від поверхні, створивши новий Всесвіт.<ref>{{Cite web|author=Martin Bojowald|url=http://modcos.com/articles.php?id=146|title=В погоне за скачущей вселенной|website=modcos.com|accessdate=2016-04-07|archive-date=5 квітня 2016|archive-url=https://web.archive.org/web/20160405022240/http://modcos.com/articles.php?id=146}}</ref> З точки зору теорії Великого відскоку, ми можемо жити як у будь-якій точці нескінченого циклу, так і в першій його ітерації.

У 2012 році Кай, Іссон і Бранденбергер успішно побудували нову теорію несингулярного Великого відскоку в рамках стандартної ейнштейнівської теорії гравітації. Ця теорія дозволяє об'єднати концепції Великого відскоку і [[Екпіротичий сценарій|екпіротичного сценарію]], і, зокрема, дозволяє вирішити проблему нестабільності Бєлінського-Халатникова-Ліфшиця.<ref>{{Cite news|url=http://arxiv.org/abs/1206.2382|title=Towards a Nonsingular Bouncing Cosmology|last=Cai|first=Yi-Fu|last2=Easson|first2=Damien A.|last3=Brandenberger|first3=Robert|date=2012-08-20|pages=020–020|work=Journal of Cosmology and Astroparticle Physics|volume=2012|doi=10.1088/1475-7516/2012/08/020|issn=1475-7516|issue=08|accessdate=2016-04-07|archive-date=12 жовтня 2016|archive-url=https://web.archive.org/web/20161012105058/https://arxiv.org/abs/1206.2382}}</ref>

=== Мультивсесвіт ===
[[Файл:Multiverse.png|міні|Бульбашкова модель Мультивсесвіту. Кожна сфера являє собою певний Всесвіт з різними значеннями [[Фізичні константи|фізичних констант]]]]
Ще в давні часи люди висували гіпотези про те, що наш Всесвіт не єдиний у своєму роді. Він може бути лише одним з численних Всесвітів, які разом утворюють величезний [[Мультивсесвіт]].<ref>{{Cite book|title=Greene, Brian (2011). The hidden reality: Parallel universes and the deep laws of the cosmos. Vintage|last=|first=|year=|publisher=|location=|pages=|language=|isbn=978-0307278128}}</ref>

Своїм існуванням теорія Мультивсесвіт завдячує так званій інфляції&nbsp;— дуже швидкому розширенню Всесвіту після Великого вибуху. Гіпотеза «вічної інфляції» вперше була запропонована фахівцем з космології [[Олександр Віленкін|Олександром Віленкіним]]. Він та інші вчені припускають, що інфляція припинилася лише на деяких ділянках космосу, у так званих «термалізованих регіонах», але триває на інших. Це має створювати «інфляційні бульбашки», кожна з яких може перерости в окремий Всесвіт.<ref>{{Cite web|url=http://www.spacephys.ru/pyat-argumentov-v-polzu-sushchestvovaniya-multivselennoi|title=Пять аргументов в пользу существования Мультивселенной {{!}} Лаборатория космических исследований|website=www.spacephys.ru|accessdate=2016-04-08|archive-date=13 квітня 2016|archive-url=https://web.archive.org/web/20160413082026/http://www.spacephys.ru/pyat-argumentov-v-polzu-sushchestvovaniya-multivselennoi}}</ref>

Ці бульбашки, попри існування в одному Мультивсесвіті, ніяк не пов'язані одна з одною. Тому не має різниці, як закінчиться їхнє існування&nbsp;— тепловою смертю, Великим стисканням або Великим розривом. Мультивсесвіт буде продовжувати існувати, створюючи нові Всесвіти скоріше, ніж «відмиратимуть» старі.

=== Фальшивий вакуум ===
[[Файл:Falsevacuum.svg|міні|[[Скалярне поле]] ''φ'' у стані фальшивого вакууму. Енергія ''E'' вище, ніж у стані справжнього вакууму ([[Основний стан квантовомеханічної системи|основний стан]]), але потенційний бар'єр перешкоджає переходу поля. Він стає можливим лише при підвищенні енергії поля або шляхом [[Тунелювання|квантомеханічного тунелювання]]]]
В основі концепції [[Стівен Гокінг|Стівена Гокінга]] лежить гіпотеза щодо квантового розпаду вакууму. Вона передбачає, що існує два стани вакууму з різними рівнями енергії&nbsp;— «фальшивий» та «справжній». Передбачається, що наш Всесвіт перебуває саме у фальшивому вакуумі. Згідно з квантовою теорією поля, фальшивий вакуум це [[метастабільний стан]] з певним рівним енергії. Але «справжній» вакуум має найменшу з усіх можливих енергій.<ref>{{Cite news|url=http://adsabs.harvard.edu/abs/1976phrvd..14.3568s|title=Lifetime and decay of "excited vacuum" states of a field theory associated with nonabsolute minima of its effective potential|last=Stone|first=M.|date=1976-12-01|pages=3568–3573|work=Physical Review D|volume=14|doi=10.1103/PhysRevD.14.3568|accessdate=2016-04-09|archive-date=9 серпня 2018|archive-url=https://web.archive.org/web/20180809112202/http://adsabs.harvard.edu/abs/1976PhRvD..14.3568S}}</ref>

За думкою Гокінга, [[бозон Гіггса]] під час експериментів може бути переведений у такий нестабільний стан, що створить своєрідний «тунель» між фальшивим та справжнім вакуумом. У результаті весь Всесвіт моментально перейде в інший фізичний стан, змінивши при цьому всі відомі фізичні закони і, можливо, знищивши наявне життя.<ref>{{Cite web|url=http://cosmiclog.nbcnews.com/_news/2013/02/18/17006552-will-our-universe-end-in-a-big-slurp-higgs-like-particle-suggests-it-might|title=Will our universe end in a 'big slurp'? Higgs-like particle suggests it might|website=NBC News|accessdate=2016-04-09|archive-date=20 лютого 2013|archive-url=https://web.archive.org/web/20130220192340/http://cosmiclog.nbcnews.com/_news/2013/02/18/17006552-will-our-universe-end-in-a-big-slurp-higgs-like-particle-suggests-it-might}}</ref>

Проте для створення подібної нестабільності потрібен прискорювач розміром із Землю, та навіть якщо людству вдасться створити такий масивний прилад, шанс створення справжнього вакууму в нашому Всесвіті все одно буде дуже мізерним.<ref>{{Cite web|url=http://rg.ru/2014/09/09/hoking-site.html|title=Предсказанный Хокингом конец света оказался очередной "страшилкой"|website=Российская газета|accessdate=2016-04-09|archive-date=17 квітня 2016|archive-url=https://web.archive.org/web/20160417215049/http://rg.ru/2014/09/09/hoking-site.html}}{{ref-ru}}</ref>

=== Кінець часу ===
Сценарій кінця часу є скоріше гіпотезою, ніж теорією. Припустимо, що ми існуємо у Всесвіті, який ніколи не закінчиться, тобто розширюється постійно. З нескінченною кількістю часу все, що може статися, станеться зі 100&nbsp;% імовірністю (згідно з [[Гіпотеза Пуанкаре|теорією Пуанкаре]]). Ці допущення зацікавили вчених, що намагалися передбачити кінець існування нашого Всесвіту, тому вони припустили: колись сам час має зупинитися.<ref>{{Cite web|url=http://listverse.com/2014/04/11/10-theories-on-how-the-universe-will-end/|title=10 Theories On How The Universe Will End|website=Listverse|accessdate=2016-04-09|archive-date=18 квітня 2016|archive-url=https://web.archive.org/web/20160418190446/http://listverse.com/2014/04/11/10-theories-on-how-the-universe-will-end/}}</ref> Ми ніколи не дізнаємося, що це сталося. Цей ефект не буде тривати завжди, бо сам час просто не буде рухатися вперед.

Цю гіпотезу можна поєднати з теорією Мультивсесвіту, розширення якого також нескінченне. Оскільки закони фізики не діють у нескінченному всесвіті, вченим доводиться окремо брати певні ділянки і рахувати ймовірності вже для них. З цього можна зробити висновок, що існує фізична межа, за яку не можна вийти. І, якщо вірити фізикам, у наступні 3,7 мільярда років ми перетнемо цей часовий бар'єр і для нас Всесвіт перестане існувати.<ref>{{Cite web
|url=http://zakarpattya.net.ua/News/73375-Fizyky-pidrakhuvaly-koly-nastane-kinets-chasu
|title=Фізики підрахували, коли настане кінець часу @ Закарпаття онлайн
|website=zakarpattya.net.ua
|accessdate=2016-04-09
|archive-date=27 квітня 2015
|archive-url=https://web.archive.org/web/20150427160629/http://zakarpattya.net.ua/News/73375-Fizyky-pidrakhuvaly-koly-nastane-kinets-chasu
}}</ref> Хоча куди більш ймовірно, що ми просто не до кінця розуміємо фізичні закони, тому не можемо правильно описати цей процес.

Це скоріше філософська гіпотеза, ніж наукова, але її варто брати до уваги у нескінченній моделі Всесвіту.

=== Вічний Всесвіт ===
Розглядаючи сценарії кінця існування Всесвіту, можна поставити запитання: а якщо такого сценарію не існує? Фізики з Летбрижцького університету вважають, що відлік часу почався не з сингулярності, а набагато раніше. Сингулярність та всі події після неї могли бути лише результатом зіткнення двох бран (структур простору-часу більш високого рівня буття). У цій моделі Всесвіт циклічний і буде розширюватися та стискатися вічно.<ref>{{Cite web|url=http://www.ibtimes.co.uk/big-bang-not-start-quantum-theory-suggests-universe-has-existed-forever-1487517|title=Big Bang not the start? Quantum theory suggests universe has existed forever|website=International Business Times UK|accessdate=2016-04-10|archive-date=20 квітня 2016|archive-url=https://web.archive.org/web/20160420062238/http://www.ibtimes.co.uk/big-bang-not-start-quantum-theory-suggests-universe-has-existed-forever-1487517}}</ref>

== Значення точних вимірювань ==
Хоча на поточний момент ми маємо ймовірні теорії, ми не можемо бути впевнені в них до кінця. Щоб отримати правдивий і точний сценарій кінця існування Всесвіту, людству потрібно максимально точно визначити кількість темної енергії, її масу, густину, радіацію і багато інших показників. Але на цей момент ми не можемо бути впевнені навіть у її існуванні. Ось чому питання долі нашого Всесвіту залишиться відкритим ще не один десяток років.

Великий внесок у дослідження структури простору-часу роблять телескопи та супутники, що наразі досліджують Всесвіт. Телескоп BICEP займається дослідженням реліктового випромінювання, яке має велику роль у тепловій смерті Всесвіту. Великий внесок робить супутник та обсерваторія «[[Планк (космічний телескоп)|Планк]]», що також досліджували мікрохвильовий фон.
[[Файл:Cosmological Composition - Pie Chart ukr.png|centre|frame|Склад просторово-плоского Всесвіту за [[Модель Лямбда-CDM|моделлю Лямбда-CDM]]. Наочна демонстрація того, як в одних теоріях кількість темної енергії коливається від 70&nbsp;% до повного нуля]]

== У культурі ==
* Темі теплової смерті присвятили твори багато фантастів, зокрема, [[Айзек Азімов]] з новелою «[[Останнє запитання]]».
* У телесеріалі [[Доктор Хто]] саме теплова смерть знищує наявний Всесвіт (епізод «Утопія»).
* Вона також знищує Всесвіт в епізоді «[[The Late Philip J. Fry]]» мультсеріалу [[Футурама]], але після цього народжується новий, повністю ідентичний Всесвіт.
* Тема теплової смерті лежить в основі сюжету аніме [[Mahou Shoujo Madoka Magica]].
* У пісні Inevitability<ref>[https://www.youtube.com/watch?v=FMJNta-okRw Inevitability] {{Webarchive|url=https://web.archive.org/web/20160426041214/https://www.youtube.com/watch?v=FMJNta-okRw |date=26 квітня 2016 }}</ref> російського гурту Complex Numbers зображується Велика Заморозка.
* У книзі «[[Ресторан на краю Всесвіту]]» [[Дуглас Адамс|Дугласа Адамса]] прибульці навчилися робити зі смерті Всесвіту розвагу, пересуваючись у часі за пів години до його знищення.
* У комп'ютерній грі [[Quantum Break|«Квантовий розлом»]] компанії [[Remedy Entertainment|Remedy]], ціль гравця&nbsp;— закрити квантовий розлом, який спричиняє кінець часу.

== Див. також ==
* [[Хронологія Всесвіту]]
* [[Загальна теорія відносності]]
* [[Шкала Кардашова]]
* [[Мультивсесвіт]]

== Примітки ==
{{reflist|2}}
{{бібліоінформація}}
{{портали|Філософія|Астрономія|Фізика|Наука|Фантастика}}

[[Категорія:Теми фантастики]]
[[Категорія:Фізична космологія]]