קוסמולוגיה היא חקר היקום כישות אחת של מרחב-זמן. המרכיבים העיקריים שלו, החומר האפל והאנרגיה האפלה, קובעים את התפשטותו מהמפץ הגדול ועד העתיד הרחוק. ליקום היו שלושה שלבים של התפשטות. בשבריר השנייה הראשון היה שלב דרמטי של התפשטות מעריכית, שניפח תנודה קוונטית לממדים מקרוסקופיים; יש תמיכה תצפיתית מסוימת בשלב הזה, שנקרא אינפלציה. בשמונה מיליארד השנים הבאות התפשט היקום בקצב מאט, בגלל ההשפעה המעכבת של החומר האפל. לפני כחמישה מיליארד שנים החלה הישות המסתורית שנקראת אנרגיה אפלה – שעוצמתה נראית בלתי תלויה במקום ובזמן – לשלוט, וגרמה להאצת קצב ההתפשטות.
אנחנו כפופים לאופק קוסמולוגי – מרחק שמעבר לו איננו יכולים לראות. ביקום מתפשט של מפץ גדול, האופק אינו קצה במרחב, אלא קצה בזמן. בגבול הראייה של טלסקופ החלל האבל אנחנו רואים 95% מהדרך בזמן אחורה עד המפץ הגדול, אל התקופה שבה הגלקסיות הקטנות הראשונות רק נוצרו. טלסקופ החלל ג'יימס ווב לוקח אותנו 98% מהדרך. ג'יימס ווב גילה את הגלקסיה MoM-z14 בהיסט לאדום 14, שנראית כפי שהייתה רק 280 מיליון שנה אחרי המפץ הגדול. לפי מודל המפץ הגדול, בחלק הארי של ההיסטוריה המוקדמת המרחק בין כל שתי נקודות במרחב גדל מהר יותר מהאור. לכן היקום הפיזיקלי, כלומר כל המרחב-זמן, גדול מהיקום הנצפה. כל עוד היקום האט, נכנסו לטווח הראייה גלקסיות רחוקות יותר ויותר. אבל עכשיו, כשהאנרגיה האפלה שולטת, הגלקסיות מואצות ויוצאות מטווח התצפית.
התוצאה הסופית תהיה יקום נראה מצומק מאוד. בעוד כ-4 עד 5 מיליארד שנים צפוי שביל החלב להתנגש בשכנתו הגדולה הקרובה ביותר, גלקסיית אנדרומדה, ולהתמזג איתה (אף שמחקר מ-2025 העריך שהסיכוי למיזוג בעשרת מיליארדי השנים הבאות הוא רק כ-50%). מתישהו אחר כך, גלקסיות הננס של החבורה המקומית יסתחררו פנימה ויצרו מערכת כוכבים גדולה אחת. האנרגיה האפלה תשלוט יותר ויותר בדינמיקה של היקום. בעוד 12 מיליארד שנים יגדל חלקה ביקום מ-68% ל-95%, ובעוד 25 מיליארד שנים – ליותר מ-99%. בעוד 100 מיליארד שנים – הרבה לפני שהכוכבים בעלי המסה הקטנה ביותר בגלקסיה שלנו ייעלמו מהעין – כל מה שמחוץ לחבורה המקומית כבר ייעלם מטווח הראייה. כל שאר הגלקסיות יעברו היסט לאדום שגדל באופן מעריכי ככל שהן מתקרבות לאופק. אסטרונום היפותטי בעתיד הרחוק לעולם לא יגלה את מה שהאבל גילה, כי לא יהיו גלקסיות לצפות בהן! אפשר לדמיין ציוויליזציה בעתיד הרחוק מאוד, כשהחתול מצ'שייר כבר נעלם והשאיר אחריו רק חיוך. כל הכוכבים מתו, כל הגלקסיות נעלמו מהעין, ותושבי הציוויליזציה מצטופפים ליד קרינת הוקינג של החור השחור המסיבי האחרון. הם מביטים זה בזה ואומרים: היה טוב כל עוד זה נמשך.
→ הסעיף הקודם: 17.18 עתידו של תוכן היקום | הסעיף הבא: 17.20 חלופות למודל המפץ הגדול ←