当恒星都消耗完了之后，宇宙的状态会是怎样？

现在科学界关于我们所处的宇宙来源问题，其主流观点认为来源于138.2亿年的奇点大爆炸。体积无限小、质量无限大、能量无穷高的奇点，在量子涨落效应的过程中，并非所有的虚粒子对都完美地呈现一一对应产生和湮灭，部分虚粒子对的成员发生了不可确定性的逃逸，使得奇点的平衡出现了“坍塌”，巨量的物质、能量随着坍塌的“缺口”，在一个普朗克时间内，就“炸”出了现有宇宙的空间尺度水平，奠定了现有宇宙所有物质和能量的基础。

关于宇宙来源于奇点大爆炸的猜想，主要来源于对宇宙空间膨胀的观测事实。美国著名科学家哈勃在19世纪初，通过长期的天文观测，发现接收到的遥远星系发出的光谱中，出现明显的红移现象，表明目标星体正在逐渐远离地球。而在此之前，科学界对于宇宙空间的认知，还处在无边无界的“静止”宇宙阶段，即便是爱因斯坦在提出广义相对论之后，对宇宙的空间和时间进行了统一，从质量引发时空弯曲的角度诠释了引力的本质，但对宇宙的状态也是和传统的观点保持一致，因此在引力场方程中，为了维持宇宙的相对静止状态，刻意加入了宇宙常数来实现这种平衡。

在哈勃的观测结论公布以后，爱因斯坦还亲自通过哈勃所用的天文望远镜来验证，观测的结果和哈勃一样，于是不得不删除了引力场中的宇宙常数（后来随着暗物质和暗能量的相继被理论所证实，在引力场方程中又恢复了宇宙常数）。不但如此，哈勃根据观测到的结果，还提出了宇宙相对于地球退行速度与目标距离之间的对应关系，即哈勃定律V＝H*D，其中V为退行速度，H为哈勃常数，D为目标星体与地球之间的距离。2013年时，科学家们通过普朗克卫星，测算出哈勃常数值为67.80±0.77(km/s)/Mpc，意思是在距离百万秒差距（326万光年）处，星体相对于地球的退行速度为67.8±0.77公里每秒。

如果我们追寻宇宙星体的演化历程，看看能否看到宇宙未来的发展走向。在宇宙大爆炸之后的短时间内，相继形成了轻子（电子、夸克等）、重子（质子、中子等），之后到大爆炸之后的38万年时间才由这些最基础的粒子聚合形成中性原子，氢、氦这两种最易聚合形成的原子开始占据了宇宙空间物质的绝大部分比例，以这些物质为组成的星际物质团，在引力的作用下慢慢发生聚集和坍缩，最终形成了恒星体，之后恒星系内的残留物质又聚合形成行星、卫星、小行星等天体单元。恒星在主序期内，通过质子－质子链式反应释放光和热，同时根据质量的不同相应生成不同的新元素，从氦开始，接着是碳、氧等，最后一直持续到铁为止。

小质量的恒星，最终在内部核聚变结构以后坍缩形成白矮星，大质量的恒星最终会经历超新星爆发，继续坍缩形成中子星或者黑洞，而在超新星爆发过程中，在巨大能量的作用下通过快中子俘获过程，形成众多比铁还要重的新元素。超新星爆发之后所释放的众多恒星物质，又为下一任恒星诞生提供了丰富的物质来源。在恒星的循环演化过程中，原子总量虽然没有发生变化，但随着宇宙中大量恒星结束主序期，重物质的丰度越来越高，最终返还宇宙中的氢、氦轻物质的数量会越来越少，这也是科学家们通过长期观测和推导研究，所发现恒星新生成的速度越来越慢、质量起来越小的重要原因。

如果按照这样的演化方向发展，那么宇宙中的恒星数量会越来越少，直至最后一批恒星完成主序期，剩余物质即使吸聚也达不到核聚变的条件，此后宇宙中将不会再新生成恒星，整个宇宙将处于完全的黑暗之中，这种结果等同于宇宙“热寂说”的结论，宇宙中再也没有任何的能量交流。

除了以上基于恒星发展演化推测出来的宇宙未来的命运之外，科学家们还通过监测宇宙空间能量密度变化的方式，来预测宇宙的发展之路。按照宇宙膨胀速度计算，从理论上可以推导出宇宙的临界（物质）能量密度值为0.9*10^(-29)克/立方厘米，相当于1立方米的空间中仅有几个质子的水平。如果我们拿宇宙的平均密度与这个临界密度进行比较，得出的比值定义为Ω，即密度参数。当Ω＝1时，宇宙空间没有任何的曲率，即为完全平坦的；当Ω<1时，空间是张开的；当Ω>1时，宇宙空间就是向内收缩的。这也就意味着Ω小于等于1时，空间会持续膨胀，一直会把所有宇宙组成物质全部撕碎，宇宙将进入“大撕裂”终局，与热寂说结局一致。而当Ω>1，整个宇宙的空间，将会在引力的作用下，始终“牵制”着宇宙膨胀的进行，从而表现出具有一定下曲率的状态，即是一个有限但无界的“封闭”空间。

虽然我们在太阳系的空间内，即便是在可观测宇宙范围内，通过现有的观测技术，也很难发现空间是否具有曲率，但是科学家们想到一个办法，那就是利用宇宙微波背景辐射的特殊“光谱”，来通过冷斑和热斑的分布变化，也就是说利用引力透镜效应的原理，来证明宇宙是否为平坦的。通过一系列的实验以及误差修正，发现Ω的值约为1.05。

这说明我们现处的宇宙极有可能是一个具有微弱正曲率的封闭球体，那么按照刚才的分析，整个宇宙空间在经历一段时间的加速膨胀之后，便很有可能进入减速膨胀阶段，最终停止膨胀，然后空间开始收缩，最终的结局就是通过“大挤压”，将所有物质和能量又重新汇聚到一点，开始酝酿下一次奇点的大爆发。