우주 종말론 빅프리즈, 열죽음, 빅크런치

빅프리즈

빅프리즈란 우주팽창 또는 빅 칠이라고 표현한다. 이는 빅프리즈 현상을 통해 물체와 물체 사이 거리가 조금씩 멀어지게 되며 최종적으로 우주 온도가 절대 온도를 향해 지속적으로 낮아지게 되며 결국 열죽음이 이루어진다는 우주 종말론을 말한다. 이때 만일 우주상수이거나 전체 공간에 균등하게 에너지 밀도로서 채워지게 된다거나 전형이나 모듈러스와도 같은 스칼라장이 되는 등 시공간 여부에 따라 에너지가 조금씩 변화하는 동적 양과도 같은 암흑계의 에너지가 우주의 팽창을 가속화하게 되는 경우에 은하 사이 간격이 지속적으로 멀어진다. 적색편이도 점진적으로 심해지게 되면서 감마선 등 고 에너지의 광자들이 결국 검출이 아주 힘든 긴 파장과도 같은 낮은 에너지의 수치를 가지게 될 것이다. 항성은 대략 10의 12승년에서 10의 14 승년 동안 보통 생성될 것이지만 최종 국면에는 항성 형성 등에 필요 기체가 부족해 항성도 더 이상 새롭게 형성되지 않을 것이다. 양성자 붕괴를 예측하게 되는 이론들에는 잔류하는 항성의 잔해조차 블랙홀만 남게 되며 전부 사라져 결국 그 블랙홀조차 최후에는 호킹복사과정을 통해서 증발하게 되며 사라질 것으로 본다. 빅프리즈로 인해 최후에는 전 우주가 모두 같은 온도 수치에 도달하는 상태가 되며 이 이상 일을 하는 것이 불가능해지며 열죽음 상태에 도달하게 될 것을 말한다.

열죽음

우주 종말 중 한가지의 가능성으로서 열죽음 또는 열사라고 표현한다. 이는 운동 또는 생명 유지가 가능한 자유 에너지가 부족하거나 없는 현상을 말한다. 이는 물리학적으로서 우주 전체 엔트로피가 최대가 된 상태가 바로 열죽음이다. 이는 우주의 열역학적 종말 상태에서 모든 것이 소립자로 분해되며 조금씩 흐릿해지는 우주로 변모하게 되며 광막한 공간 속에 소립자 등만 어지럽게 열거되어 우주를 돌아다닐 것이다. 열사에 관한 가설은 윌리엄톰슨이 1850년대 아이디어에서 파생되었다. 조금 더 디테일하게 설명을 하면 물질 밀도가 임계 밀도와 같거나 작을 경우에 또는 암흑에너지가 일으키는 가속력이 충실히 크게 될 경우에 우주는 이로써 무한한 팽창을 지속할 것이다. 그렇게 되면 격변적 빅 크런치가 발생해 사라지는 대신 우주는 조금씩 희미해져 간다. 시간이 지남에 따라 최종 별들도 그나마 남아있던 수소와 헬륨 연료를 소진한 상태로 도달할 것이며 이때 새로운 별일 태어날 가능성이 있는 재료들도 없게 된다. 별들이 전부 사라지게 된다면 남게 되는 천체는 중성자별과 백색왜성 또는 블랙홀 만이 남게 될 것이다. 블랙홀은 점점 다른 천체들을 집어삼키게 될 것이며 그와 함께 남아있던 가스와 먼지까지도 집어삼키게 될 것이다. 영원에 가까운 시간인 10의 100승년이 지나고 나면 블랙홀이 호킹복사를 통해 증발하게 될 것이며 정상 물질로 구성되는 양성자 및 중성자 역시 모조리 파괴될 것이다. 남아있는 잔류 입자와 복사가 우주 팽창과 함께 사방으로 흩어질 것이며 얼마 남지 않게 되면 사실상 존재하지 않는 상태에 이르게 된다. 이러한 시점에 우주는 죽음과도 같은 상황일 것이며 이러한 암울한 현상은 열죽음이라고 한다.

빅크런치

물리우주론에서 우주 시작인 빅뱅과는 정 반대의 상황으로 우주가 온통 블랙홀의 특이점과도 같이 한 점으로서 축소가 되며 종말된다는 가설이 대함몰 또는 빅크런치라고 한다. 이 과정에서 우주는 특정 지점까지 팽창을 한 후 자신이 가진 중력에 의거하여 수축하게 된다. 은하가 적색이동을 하며 서서히 청색이동으로 변하게 되며 충돌해 합쳐질 것이다. 그 공간은 조금씩 뜨거워질 것이며 마침내 빅뱅이 생기는 초고온 상태로 변할 것이다. 강력과 약력 그리고 전자기력 또는 중력이 합쳐져 한 가지 힘이 될 때 초기 우주에 발생되는 입자들 간 상호작용이 거꾸로 일어나게 될 것이며 우주는 계속 수축하게 되어 결국에는 하나의 특이점으로서 수렴하여 플랑크 길이보다도 작아지게 될 것이라고 한다.