Ngước nhìn bầu trời đêm chúng ta sẽ thấy ngạc nhiên vì nó trông có vẻ trài dài vô tận Nhưng bầu trời ấy rồi sẽ ra sao sau hàng tỷ năm nữa? Một nhà khoa học được gọi là nhà thiên văn học đã dành thời gian tìm câu trả lời cho câu hỏi này Sự kết thúc của vũ trụ liên kết mật thiết với vật chất tồn tại bên trong nó Hơn 100 năm trước Einstein đã phát triển thuyết tương đối - là những phương trình giúp chúng ta hiểu mối liên hệ giữa vật chất hình thành vũ trụ và hình dạng của chúng Thì ra vũ trụ có thể cong như bề mặt trái banh hay hình cầu Chúng ta gọi đó là độ cong hình học dương hay vũ trụ đóng Hoặc nó có thể có hình dạng như yên xe Chúng ta gọi đó là độ cong hình học âm hay vũ trụ mở Hoặc nó có thể có dạng phẳng Và hình dạng đó quyết định vũ trụ tồn tại và kết thúc như thế nào Giờ thì chúng ta đã biết vũ trụ gần như có dạng phẳng Tuy nhiên, vật chất hình thành vũ trụ vẫn có thể ảnh hưởng đến vận mệnh của nó Chúng ta có thể tiên đoán vũ trụ sẽ thay đổi thế nào theo thời gian nếu chúng ta đo được mật độ năng lượng của những thành phần đa dạng trong vũ trụ ngày nay Vậy, vũ trụ được cấu tạo từ những chất gì? Vũ trụ chứa tất cả những vật chất chúng ta có thể thấy bằng mắt thường như sao, khí, và hành tinh Chúng ta gọi đó là Vật chất thông thường hay Vật chất baryon Thậm chí chúng ta thấy chúng hiện diện xung quanh mật độ năng lượng của chúng thật ra rất nhỏ chỉ chiếm khoảng 5% năng lượng vũ trụ Vậy hãy xem 95% còn lại kia là gì nhé Gần 27% phần năng lượng còn lại của vũ trụ được tạo nên từ Vật chất tối Vật chất tối phản ứng rất yếu với ánh sáng nghĩa là chúng không tỏa sáng hoặc không phản chiếu ánh sáng như các hành tinh và ngôi sao Tuy nhiên cũng giống như Vật chất thông thường chúng hấp dẫn các vật khác Thực tế, cách duy nhất để xác định được Vật chất tối là nhờ tương tác trọng lực này - cách vật chất hoạt động xung quanh chúng và cách chúng bẻ cong ánh sáng như thế nào khi chúng bẻ cong không gian xung quanh Chúng ta vẫn chưa tìm ra hạt vật chất tối nhưng các nhà khoa học trên toàn thế giới đang nghiên cứu loại hạt vật chất mơ hồ này và tầm ảnh hưởng của Vật chất tối lên vũ trụ Nhưng bấy nhiêu vẫn chưa đủ 100% 68% còn lại của mật độ năng lượng vũ trụ là Năng lượng tối thứ thậm chí còn bí ẩn hơn cả Vật chất tối Năng lượng tối không hoạt động giống bất cứ chất gì mà chúng ta biết Nó hoạt động giống như lực đẩy phản trọng lực Nó có sức ép trọng lực - điều mà Vật chất thông thường và Vật chất tối không có Thay vì kéo vũ trụ co lại như chúng ta nghĩ trọng lực khiến vũ trụ nở rộng thêm với tỉ lệ ngày càng lớn Một ý kiến nổi bật về Năng lượng tối là nó là một vũ trụ bất biến Tức là, nó có một tính chất kì lạ là nó cũng giãn rộng khi thể tích không gian giãn rộng để giữ mật độ năng lượng của nó không đổi Vậy, khi vũ trụ càng giãn rộng như nó đang làm ngay lúc này sẽ có càng nhiều Năng lượng tối Vật chất tối và Vật chất baryon trái lại không giãn nở theo vũ trụ và bị pha loãng Bởi vì tính chất này của vũ trụ bất biến vũ trụ trong tương lai sẽ do Năng lượng tối chiếm ưu thế ngày càng lạnh giá hơn và giãn nở nhanh hơn Cuối cùng, vũ trụ sẽ cạn kiệt khí để tạo ra các ngôi sao và bản thân các ngôi sao cũng cạn kiệt năng lượng và bùng cháy để lại vũ trụ với toàn lỗ đen Nếu có đủ thời gian thậm chí khi những lỗ đen này bốc hơi vũ trụ còn lại cũng sẽ hoàn toàn trống vắng và lạnh lẽo Đó là cái mà chúng ta gọi là Cái Chết Nóng của vũ trụ Tuy có vẻ u ám khi sống trong một vũ trụ sẽ kết thúc trong hoang vắng và lạnh lẽo kết cục của vũ trụ của chúng ta thực ra lại cân xứng tốt đẹp với khởi đầu nóng bừng và hăng hái của nó Chúng ta gọi giai đoạn tăng tốc kết thúc của vũ trụ là Giai đoạn de Sitter được đặt theo tên của nhà toán học người Hà Lan Willem de Sitter. Tuy nhiên, chúng ta cũng tin rằng vũ trụ có một giai đoạn tăng tốc nở rộng khác vào những năm đầu tiên của vũ trụ Chúng ta gọi đó là sự phình to vũ trụ thời kỳ đầu - lúc vũ trụ giãn rộng cực kỳ nhanh trong thời gian ngắn ngay sau vụ nổ Big Bang Vậy, vũ trụ sẽ kết thúc trong tình trạng như khởi điểm của nó - tăng tốc Chúng ta sống trong một thời kỳ lạ lùng trong cuộc đời của vũ trụ lúc chúng ta bắt đầu hiểu về hành trình của vũ trụ và quan sát lịch sử của nó hiển hiện trên bầu trời cho toàn bộ nhân loại được thấy