當然會，當最後一顆恆星用完其燃料後，宇宙將不可能再支持生命及產生足夠的熱量。根據質子衰變預測的理論，恆星殘餘物將會消失，剩下的將會只是黑洞，而黑洞也會因放出的霍金輻射而慢慢消失。本文將為您簡單介紹下。

觀測表明宇宙的膨脹將永遠持續下去。如果是這樣的話，那麼一個流行的理論是宇宙會隨著它的膨脹而冷卻，最終變得太冷以至於不能維持生命。由於這個原因，這種曾經被稱為“熱寂”的未來場景現在被稱為“大凍結”。

威廉·湯姆森（William Thomson）——熱寂理論的創立者，圖："Photo by Messrs. Dickinson, London, New Bond Street"

如果以宇宙常數表示暗能量，則一個恆定的能量密度填充空間是均勻的，或標量場，如第五元素或模場，其能量密度會隨時間和空間而變化的動態量來加速了宇宙的膨脹，那麼星系團之間的空間將以越來越快的速度增長。紅移將會把古老的到達的光子（甚至是伽馬射線）拉伸到不可探測的長波長和低能量的光子。預計恆星正常形成時間為10的12次方-10的14次方年（1-100萬億年），但最終形成恆星所需的氣體（如氫）供應將耗盡。當現有的恆星耗盡燃料而停止發光時，宇宙將緩慢而無情地變暗，最後只剩下一顆恆星。根據預測質子衰變的理論，留下的恆星殘骸將會消失，最後留下的只有黑洞，而黑洞本身最終會隨著霍金輻射的蒸發而消失。最終，如果宇宙達到溫度接近均勻值的狀態，就不可能再做進一步的功（熱力學），最終導致宇宙的熱寂。

巨大的超大質量黑洞,圖：XMM-Newton, ESA, NASA

未來的歷史

在20世紀70年代，天體物理學家賈馬爾·伊斯蘭（Jamal Islam）和物理學家弗里曼·戴森（Freeman Dyson）研究了宇宙膨脹的未來。然後，在1999年出版的《宇宙的五個時代》一書中，天體物理學家弗雷德·亞當斯（Fred Adams）和格雷戈裡·勞克林（Gregory Laughlin）分析了過去和未來的宇宙發展歷史。將宇宙擴展到五個時代。第一個是原始時代，也就是大爆炸之後的時間，當時恆星尚未形成。第二個是恆星時代，包括今天和現在看到的所有恆星和星系。這是從坍塌的氫氣雲形成恆星的時間。在隨後的簡併態時代，恆星將被毀滅，留下的所有恆星質量的物體將作為恆星的殘骸——白矮星、中子星和黑洞。在黑洞時代，白矮星，中子星和其他較小的天體被質子衰變破壞，只留下黑洞。最後，在黑暗時代，即使是黑洞也會消失，留下的只有光子和輕子的稀薄氣體。

這個宇宙未來的歷史和下面的時間線都可以假設為宇宙在不斷的膨脹。如果宇宙開始復原（重新融合），那麼時間線上的後續事件將可能不會發生，因為大擠壓（宇宙重新收縮成一個類似於大爆炸之後的熱密集狀態）將會出現。

宇宙的最終命運取決於物質密度ΩM以及暗能量密度ΩΛ.圖：BenRG

恆星時代

從現在到大爆炸後的大約10的14次方（100萬億）年

可觀測宇宙目前約為1.38×10的10次方（138億）年。在恆星時代，也就是大爆炸之後大約1億5500萬年，第一顆恆星形成了。從那時起，恆星是由大而冷的氫分子云中的小而密的核心區域崩塌而形成的。起初，這產生了一個原恆星，它是由於引力收縮產生的熱而變得特別明亮。在原恆星收縮一段時間後，它的中心將變得足夠熱，從而使氫和它的壽命融為在了一體，這時恆星的生命才完全開始。

極低質量的恆星最終將耗盡所有可熔氫，然後變成氦白矮星。 中低質量的恆星，例如我們自己的太陽，會將它們的一些質量作為行星狀星雲排出，最終變成白矮星; 更大質量的恆星將在核心坍縮的超新星中爆炸，留下中子星或黑洞。 在任何情況下，雖然一些恆星的物質可能會返回到星際介質中，但還是會留下一個退化的殘餘物，其質量不會返回到星際介質中。 因此，可用於供應恆星形成的氣體，並用於恆星穩定地燃燒。

簡併態時代

從10的14次方年（100萬億）到10的40次方年

從現在開始到10的14年（100萬億年），恆星形成將結束，所有恆星物體都會以退化的殘餘物形式存在。 如果質子不衰變，恆星質量物體將會更慢地消失，使這個時代持續更長時間。

黑洞時代

10的40次方年至約10的100次方（1古戈爾）年，最大超大質量黑洞的壽命可以達到10的106次方年

10的40次方年後，黑洞將主宰宇宙。 它們將通過霍金輻射慢慢蒸發。質量約為1個太陽質量的黑洞將在大約2×10的66次方年後蒸發消失。 由於黑洞的壽命與其質量的立方成正比，因此更大質量的黑洞需要更長的時間才能衰減。 質量為10的11次方（1000億）個太陽質量的超大質量黑洞將在大約2×10的100次方年後蒸發。

預計宇宙中的“怪物”黑洞將繼續增長。在星系的超星系團坍塌期間，可能形成大達10的14次方個（100萬億）太陽質量的較大黑洞。即使這樣的黑洞也會在長達10的106次方年的時間內蒸發掉。

黑暗時代與光子時代

100次方（1古戈爾）年

在所有的黑洞都已經蒸發之後（如果質子是不穩定的，那麼所有由質子構成的普通物質都會解體），宇宙將幾乎空空如也。光子，中微子，電子和正電子將從一個地方飛到另一個地方，它們之間幾乎永遠都不可能碰撞在一起。 在引力方面，宇宙將由暗物質，電子和正電子（不是質子）支配。

無法想象的未來

超過10的2500次方年

10的2500次方年後發生的事情只是推測性的。大撕裂或熱寂事件可能會在遙遠的將來發生，前者的奇點發生在有限尺度的因子上，而後者會發生在無限大的半徑上。如果當前真空狀態是假真空，則真空可能衰減到較低能量狀態。

隨著最後一個超大質量黑洞蒸發消失，那個時候光子將成為宇宙之王。圖：Maksim

參考資料

1.WJ百科-英文版（Future of an expanding universe/ Ultimate fate of the universe）

2.Do all Stars Eventually Explode?

3.What will happen to the Universe when all the stars die out?

文章作者：零度星系（天文在線）

審核人員：暫無，徵集審核志願者中。

最終審核：

編輯用時：2018年10月4日-2018年10月6日（花費時長：約2個小時）

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最後更新：2019年1月4日星期五

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全文排版：天文在線（零度星系）

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