Historique du Big Bang - Définition

Destin de l'univers

De même que pour les interprétations des tout débuts de l’univers, des avancées en physique fondamentale sont impératives pour qu’il soit possible de connaître le destin de l’univers avec un minimum de certitude. Voici quelques unes des principales possibilités.

Le Big Freeze: 10¹⁴ d'années et au-delà

Ce scénario est généralement considéré comme le plus probable, puisqu’il se produit si l’univers continue son expansion comme jusqu’ici. Sur une échelle de temps de l’ordre de 10¹⁴ années ou moins, les étoiles existantes auront brûlé, la création des nouvelles étoiles aura cessé, et l’univers s’assombrira. Sur une échelle de temps encore beaucoup plus longue dans les ères suivant celle-ci, les galaxies s’évaporent en même temps que les résidus stellaires qui les composent s’échappent dans l’espace, et les trous noirs s’évaporent via lerayonnement de Hawking.

Dans certaines théories de la grande unification, la désintégration des protons, les restes de gaz stellaires et des résidus stellaires seront convertis en leptons (tels que les positrons et les électrons) et en photons. Dans ce cas, l’univers a atteint un haut niveau d’entropie qui consiste en une soupe de particules et de rayonnement de faible énergie. On ne sait cependant pas s'il sera finalement parvenu à son équilibre thermodynamique.

Le Big Crunch : 100+ milliards d'années

Si la densité de l’énergie sombre était négative, ou si l’univers était fermé, alors, il seraitpossible que l’expansion s’inverse et que l’univers se contracte jusqu’à un état "final" dense et chaud. C’est souvent proposé comme une partie d’un scénario d’univers oscillant comme le modèle cyclique. Les observations actuelles suggèrent qu’il est peu probable que ce modèle d’univers soit correct, et que l’expansion continuera, ou même accélérera.

Le Big Rip: 20+ milliards d'années à partir d’aujourd’hui

Ce scénario n’est possible que si la densité d’énergie de la matière sombre augmente réellement de façon illimitée avec le temps. Une telle énergie est appelée énergie fantôme et ne ressemble à aucune forme d’énergie connue. Dans ce cas, le taux d’expansion de l’univers augmentera de façon illimitée. Les systèmes liés gravitationnellement tels que les amas de galaxies, les galaxies, et finalement le système solaire se "déchireront". Finalement, l’expansion deviendra si rapide qu’elle surpassera les forces électromagnétiques assurant la cohésion des atomes et des molécules. Et finalement, même les noyaux atomiques se décomposeront et l’univers tel que nous le connaissons se terminera dans une sorte inhabituelle de singularité gravitationnelle. En d’autres termes, l’expansion de l’univers sera telle que la force électromagnétique qui retient les choses ensemble n’aura plus aucun effet, et que tout objet sera "déchiré".

L'éventualité de la métastabilité du vide

Dans le cas où notre univers se situerait dans un faux vide d’extrêmement longue durée, , il est possible que l’univers, par effet tunnel se transpose dans un état d’énergie inférieure. Si ceci se produisait, toutes les structures seraient détruites instantanément , sans aucun signe précurseur.