우주는 약 140억 년 전 빅뱅으로부터 탄생한 이후 계속 팽창하고 있다고 알려져 있지만, 그런 우주가 어떻게 멸망해 버릴지에 대해서는 아직 알려져 있지 않고 다양한 설이 제기되고 있다. 그 우주 멸망에 대해 제창되고 있는 가설에 대해 알아보자.
우주는 주로 은하, 가스, 다크 매터(암흑 물질)로 구성되어 있는데, 이것들은 중력, 전자력, 약한 힘, 강한 힘이라는 상호작용으로 구성되어 있고, 서로 끌어당기고 있다. 이 중력이 우주의 팽창에 제동을 걸고 있는 상태라고 할 수 있다.
이에 반해, 우주를 가속 팽창시키는 에너지로서 다크 에너지의 존재가 생각되어지고 있는데, 말하자면 반중력이라고 할 수 있는 다크 에너지의 정체는 아직 불분명하지만, 우주 공간 안에 "가짜 진공"이라고 불리는 에너지 상태가 있는데, 이 가짜 진공이 가진 진공 에너지가 다크 에너지가 아니냐는 설이 있다.
암흑 에너지는 계산상 존재하는 에너지이긴 하지만, 이 암흑 에너지와 상호 작용의 파워 밸런스에 따라, 우주의 죽음은 크게 세 가지 패턴으로 나눌 수 있는데,
첫 번째는 "열적 죽음" 혹은 "빅 프리즈"이다.
열역학 제2법칙에서는 엔트로피의 증대가 나오는데, 이것은 열이나 에너지의 치우침은 항상 균일화하는 방향으로 유동하고, 반대로 치우침이 생기는 상태가 되지 않는다는 것을 의미. 컵에 각설탕을 넣고 나서 차를 따르게 되면, 점점 설탕이 녹아 옅어지고, 컵 전체로 퍼져나가듯이 우주 전체의 물질과 에너지도 점점 희미해져 간다.
우주는 기하급수적인 속도로 팽창을 계속, 모든 별과 은하는 고립되어 가고 수천억 년에 걸쳐 조용히 별이 죽어간다. 백색왜성이나 중성자별도 천천히 식어가 우주에서 빛이 사라지고....
그대로 모든 별이나 행성이 천천히 분해되어 뿔뿔이 흩어지며, 결국 아무것도 없어져 버리지만, "우주 전체의 에너지가 유한하다", "우주 전체가 영원히 팽창한다"라고 하는 생각이 전제가 되고 있어, 반드시 열적 죽음을 맞이할지 어떨지는 확실하지 않다.
두 번째 설이 "빅 립"으로, 다크 에너지가 모든 상호작용보다 더 강해질 경우, 다크 에너지가 온갖 공간에 가짜 진공을 만들기 시작하면서 갑자기 모든 구조가 산산조각이 나고 만다는 것.
우주 전체가 팽창하는 속도가 가속하는 나머지, 시공간 자체가 찢어져 버려 우주가 죽는다는 상당히 충격적인 끝이다.
세 번째가 "빅크런치". 이는 반대로 중력이 다크 에너지를 이겨 우주 전체의 팽창이 수축으로 돌아선다는 것. 우주에 있는 모든 물질과 시공은 수축해 가는데,
우주는 빅뱅을 일으킨 직후와 마찬가지로 큰 하나의 불덩이가 되고, 또 하나의 특이점으로 수렴해 간다.
특이점으로 수렴한 우주는 완전히 소실될 것인가, 아니면 다시 팽창하여 새로운 우주가 탄생할 것인가... 둘 중 하나의 운명. 우리 우주가 만약 빅크런치에 이르렀다고 해서 과연 어느 쪽이 될지는 신만이 알 수 있다는 점이다.