Maailmankaikkeuden lopullinen kohtalo

Maailmankaikkeuden lopullinen kohtalo on yksi kosmologian tutkimuskohteista. Kilpailevat teoriat ennustavat maailmankaikkeuden laajenemisen joko kestävän äärettömiin tai loppuvan joskus. Kysymys lopullisesta kohtalosta nousi ajankohtaiseksi, kun päästiin melkoiseen yksimielisyyteen siitä että maailmankaikkeus on kerran syntynyt erittäin tiheästä ja kuumasta tilasta alkuräjähdyksessä. Mikäli se on kerran voinut alkaa, se voi myös loppua.

Maailmankaikkeuden lopusta ei ole alun alkuräjähdysteoriaa vastaavaa laajasti hyväksyttyä teoriaa vaan lukuisia toisistaan eroavia teorioita. Tiedeyhteisössä on kuitenkin kasvava, uusien todisteiden tukema konsensus siitä, että maailmankaikkeuden laajeneminen jatkunee äärettömiin kaikkeuden yhä viilentyessä, lopulta elämälle kelvottomaksi.

Kilpailevia teorioita 
Teoriat maailmankaikkeuden lopullisesta kohtalosta ovat edelleen epävarmoja, sillä ne riippuvat monesta toistaiseksi huonosti tunnetusta tekijästä. Esimerkiksi pimeän energian fysikaalinen luonne on edelleen hyvin epäselvä. Skenaarioiden perusteena on muun muassa aineen, säteilyn, pimeän aineen ja pimeän energian suhteellinen osuus maailmankaikkeudessa, maailmankaikkeuden kriittinen tiheys (tiheys, joka riittäisi pysäyttämään laajenemisen) ja sen laajenemisen nopeus. Varsinaisia mittaustuloksia ovat galaksien joukkoontumisen aste, etäiset supernovat ja kosmisen taustasäteilyn anisotropia.

Matemaatikko ja kosmologi Frank Tipler käyttää termiä Omegapiste kuvaamaan maailmankaikkeuden lopullista kohtaloa, johon se matkaa fysiikan lakien mukaan. Käsitteen on alun perin luonut jesuiitta Pierre Teilhard de Chardin (1881–1955). Tiplerin mukaan gravitaation romahduksen loppu, kosmologian suuri rysäys on Omegapiste.

Lämpökuolema 

Lämpökuolemassa () maailmankaikkeuden laajeneminen jatkuu ikuisesti, mutta se muuttuu kaikenlaiseen työhön kykenemättömäksi. Ajan kuluessa kaikkeuden entropia kasvaa äärimmäisen lähelle maksimiaan ja kaikkeuden lämpötilaerot tasoittuvat sen lämpötilan laskiessa hiljalleen äärimmäisen lähelle absoluuttista nollapistettä. Vapaata energiaa on kaikkeudessa äärimmäisen vähän ja gradientit tasoittuvat pois, jolloin minkäänlaisen informaation välitys ei ole mahdollista. Jos protoni on epästabiili, kuten eräät teoriat ennustavat, protonit hajoavat ja mustat aukot höyrystyvät. Kaikkeus siirtyy todennäköisimpään järjestykseensä eli kaikki on sekaisin. Nimi tulee siitä, että kaikki energia on muuttunut lämmöksi ja lämmöstä ei saada työtä, jos ei ole lämpötilaeroa.

Loppurepeämä 
Loppurepeämä () on kiihtyvästi laajenevassa kaikkeudessa tapahtuva loppu. Havaittava kaikkeus tai vaikuttava kaikkeus kuitenkin pienenee. Haamuenergia, pimeän energian hypoteettinen muoto, repii kaiken irti toisistaan aina pienimpään hiukkaseen asti, jolloin ne eivät voi vaikuttaa toisiinsa.

Loppurysäys 

Loppurysäys () tapahtuu, jos kaikkeuden tiheys riittää pysäyttämään laajenemisen ja kääntämään sen kutistumiseksi, mikä olisi alkuräjähdykselle vastakkainen tapahtuma. Loppurysäysten ja alkuräjähdysten vuorottelu olisi ikuinen syklinen kaikkeus. Tämä ei kuitenkaan säilyttäisi elämän mahdollisuuksia vaan päätyisi lopulta lämpökuolemaan. Lisäksi havaintojen mukaan laajeneminen kiihtyy, ei hidastu.

Multiversumi – ei loppua 

Multiversumi eli ikuinen inflaatioteoria rinnakkaisista maailmankaikkeuksista, jotka syntyvät ja kuolevat. Itsessään multiversumille ei kuitenkaan ennusteta loppua.

Havaintoja 
Yli 200 000:a galaksia havainnoinneen Galaxy and Mass Assembly (GAMA) -tutkimusryhmän mukaan universumin tähtituotannon maksimi oli noin 7 miljardia vuotta abb., minkä jälkeen se on hiipunut. Galakseja havainnointiin 7 eri teleskoopilla 21 eri aallonpituudella ultravioletista infrapunaan.

Katso myös 
 Alkuräjähdys
 Eskatologia
 Kosmologinen vakio
 Maailmanloppu
 Multiversumi
 Ratkaisemattomat fysiikan ongelmat

Lähteet

Kirjallisuutta

Aiheesta muualla 
  

Kosmologia
Maailmankaikkeus
Seulonnan keskeiset artikkelit