Bagaimanakah alam semesta berakhir? "Tidak dengan bang tetapi dengan merengek," menulis penyair Amerika T.S. Eliot mengenai akhir dunia. Tetapi jika anda mahu maklum balas yang lebih pasti, anda akan mendapati bahawa ahli fizik telah membelanjakan masa yang tidak terhingga untuk mengubah persoalan ini dalam fikiran mereka, dan telah sesuai dengan hipotesis yang paling munasabah dalam beberapa kategori.
"Dalam kelas buku dan kosmologi, kita belajar ada tiga futures asas untuk alam semesta," kata Robert Caldwell, ahli kosmologi di Dartmouth University di Hanover, New Hampshire.
Dalam satu senario, kosmos boleh terus berkembang selama-lamanya, dengan semua perkara akhirnya hancur menjadi tenaga dalam apa yang dikenali sebagai "kematian panas," kata Caldwell. Secara alternatif, graviti mungkin menyebabkan alam semula jadi runtuh, mewujudkan Big Bang terbalik, yang dinamakan Big Crunch (kami akan menerangkannya nanti). Atau, ada kemungkinan bahawa tenaga gelap akan menyebabkan pengembangan alam semesta untuk mempercepatkan dan mempercepatkan, yang berkembang menjadi proses pelarian yang dikenali sebagai Big Rip.
Sebelum membincangkan akhir alam semesta, mari kita pergi ke kelahirannya. Pemahaman semasa kami ialah masa dan ruang bermula semasa Big Bang, apabila titik subatomik, ultra-panas dan super padat meletup ke luar. Sebaik sahaja keadaan menjadi sejuk, zarah mula membentuk struktur yang lebih besar seperti galaksi, bintang dan seluruh kehidupan di Bumi. Kita kini hidup kira-kira 13 bilion tahun selepas permulaan alam semesta, tetapi, memandangkan senario yang berbeza untuk kematiannya, tidak jelas berapa lama alam semesta akan berterusan.
Dalam senario pertama - alam semesta yang terbentuk kerana kematian panas - semua bintang dalam kosmos akan membakar bahan api mereka, dengan kebanyakan mereka meninggalkan sisa-sisa yang sengit yang dikenali sebagai kerdil putih dan bintang-bintang neutron. Bintang terbesar akan jatuh ke dalam lubang hitam. Walaupun binatang-binatang ini tidak sombong kerana mereka sering digambarkan, diberi masa yang cukup, daya tarik graviti besar mereka akan menarik kebanyakan perkara ke dalam maw-mereka yang sangat memakan.
"Kemudian sesuatu yang hebat boleh berlaku," Caldwell memberitahu Live Science.
Lubang hitam difikirkan untuk mengeluarkan sejenis pelepasan khas yang dipanggil radiasi Hawking, yang dinamakan untuk ahli fizik lewat Stephen Hawking, yang mula-mula menganggap teori itu. Radiasi ini sebenarnya merosakkan setiap lubang hitam jisim yang kecil, menyebabkan lubang perlahan-lahan menguap. Selepas 10 hingga 100 tahun (itu nombor 1 yang diikuti dengan 100 sifar), semua lubang hitam akan hilang, meninggalkan apa-apa tetapi tenaga lengai, kata Kevin Pimbblet, ahli astrofizik di Universiti Hull di United Kingdom.
Di bawah Big Crunch, sebaliknya, tarikan gravitasi bintang dan galaksi akan suatu hari mulai menarik seluruh alam semesta sekali lagi. Proses ini akan berjalan seperti Big Bang yang mundur, dengan kelompok galaksi terhempas dan bergabung, kemudian bintang-bintang dan planet menggabungkan bersama-sama, dan akhirnya, segala-galanya di alam semesta akan membentuk tempat padat yang sangat kecil sekali sekali lagi.
Hasil seperti itu memberikan beberapa simetri temporal kepada kosmos. "Ia kemas dan bersih," kata Caldwell. "Ia seperti ketika anda berkhemah, jangan tinggalkan apa-apa di belakang."
Kemungkinan asas terakhir untuk akhir alam semesta dikenali sebagai Big Rip. Dalam senario ini, tenaga gelap - bahan misteri yang bertindak dalam menentang graviti - menarik segala-galanya secara berasingan. Perkembangan kosmos mempercepatkan sehingga galaksi jauh bergerak jauh dari kami dengan begitu cepat sehingga cahaya mereka tidak lagi dapat dilihat. Apabila perkembangan itu semakin cepat, objek yang semakin hampir mula hilang di sebalik apa yang dikatakan Caldwell sebagai "dinding kegelapan."
"Galaksi memisahkan, sistem suria menarik, biarkan imaginasi anda menjadi liar," katanya. "Planet, dan akhirnya atom, maka alam semesta itu sendiri."
Yang "akhir" akan berlaku?
Oleh kerana sifat tenaga gelap belum difahami dengan baik, para penyelidik tidak tahu mana senario ini akan berlaku. Caldwell berkata beliau berharap pemerhatian dalam pembangunan seperti Teleskop Penyiasatan Inframerah Wawasan Medan NASA (WFIRST), atau Teleskop Penyiasatan Sinoptik Besar (LSST) yang tidak lama lagi akan digunakan, akan membantu menjelaskan tingkah laku tenaga gelap, mungkin memberikan pemahaman yang lebih baik tentang akhir alam semesta.
Terdapat prospek eksotik lain untuk bagaimana kosmos mungkin menendang baldi. Di bawah undang-undang fizik yang diketahui, mungkin bos boson Higgs - zarah yang bertanggungjawab untuk memberikan semua zarah yang diketahui massa mereka - boleh memusnahkan segala-galanya pada suatu hari. Ketika ditemui pada tahun 2012, Higgs didapati mempunyai massa sekitar 126 kali proton. Tetapi secara teorinya mungkin bagi jisim itu berubah. Itu kerana alam semesta mungkin tidak dalam konfigurasi tenaga terendah sekarang. Seluruh alam semesta boleh berada dalam apa yang dikenali sebagai vakum palsu yang tidak stabil, berbanding dengan vakum sejati. Jika Higgs entah bagaimana mereput ke dalam jisim yang lebih rendah, maka alam semesta akan jatuh ke dalam keadaan vakum sebenar tenaga rendah.
Sekiranya Higgs tiba-tiba dibalikkan untuk mempunyai jisim yang lebih rendah dan sifat yang berbeza, maka segala-galanya di alam semesta akan terjejas sama. Elektron mungkin tidak dapat mengorbit sekitar proton, menjadikan atom tidak mungkin. Begitu juga foton mungkin membesar, bermakna cahaya matahari dapat merasakan seperti hujan. Sama ada atau tidak apa-apa makhluk hidup boleh bertahan dalam keadaan sedemikian tidak diketahui.
"Saya akan mengklasifikasikan bahawa sebagai semacam bencana fizik alam sekitar zarah," kata Caldwell. "Ia tidak langsung menyebabkan kematian alam semesta - ia hanya menjadikannya tempat yang jelek untuk hidup."
