빅 프리즈
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빅 프리즈(Big Freeze) 또는 빅 칠(Big Chill)이란 우주 팽창으로 인해 물체와 물체 사이의 거리는 점점 멀어지고 결국은 우주의 온도가 절대온도를 향해 계속 낮아저 결국에는 열죽음이 이뤄진다는 우주의 종말론이다.[1]
만약 우주상수거나, 모든 공간에 균등한 에너지 밀도로 채워져 있거나,[2] 전형이나 모듈러스같은 스칼라장이거나 시공간에 따라 에너지가 달라질 수 있는 동적 양과 같은 암흑 에너지가 우주 팽창을 가속화할 경우 은하 사이의 간격은 점점 멀어질 것이다. 적색편이도 점점 심해지면서 감마선과 같은 고에너지 광자들도 결국에는 검출이 매우 힘든 긴 파장과 낮은 에너지값을 가질 것이다.[3] 항성은 대략 1012년에서 1014년 동안에는 정상적으로 생성될 것이나 최후에는 항성 형성에 필요한 기체가 없어서 항성도 더 이상 새로 만들어지지 않을 것이다. 기존에 존재하던 항성들도 가지고 있는 연료를 다 써버리고 우주는 천천히 어두워질 것이다.[4][5] 양성자 붕괴를 예측하는 이론에서는 남아있는 항성 잔해조차 블랙홀만 남고 전부 사라지며 그 블랙홀조차도 최후에는 호킹 복사 과정을 통해 증발하며 사라질 것이다.[6] 최후에는 전 우주가 전부 같은 온도값에 도달하는 상태가 되면 더 이상 일을 하는 것이 불가능해지면서 열죽음 상태에 도달할 것이다.[7]
무한한 우주 팽창이 우주의 곡률을 결정하지는 않는다. 그러므로 우리 우주는 닫혀 있거나(양의 곡률), 평면이거나, 열려 있거나(음의 곡률) 셋 중 하나이지만 만일 우주가 닫혀 있다면 중력을 버틸 수 있는 충분한 암흑 에너지가 필요하며 그렇지 않으면 우주는 대함몰로 최후를 맞이할 것이다.[8]
윌킨슨 마이크로파 비등방성 탐색기 및 플랭크의 우주 배경 복사선 관측 결과에서는 우리 우주가 공간적으로 평면이며 상당한 양의 암흑 에너지를 가지고 있다고 결론이 나온다.[9][10] 이 경우 우주는 가속도를 가지며 점차 팽창해야 한다. 우주의 가속팽창은 아주 멀리 떨어진 초신성의 관측 결과에서도 증명되었다.[8] 만일 물리우주론의 ΛCDM 모형과 같이 암흑 에너지가 우주상수인 경우 우주는 일정한 비율로 두 배로 팽창하며 그 팽창률은 지수가 될 것이다.
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