理論上存在壹個臨界密度。如果宇宙中物質的平均密度小於臨界密度，宇宙就會不斷膨脹，這叫開宇宙；如果物質的平均密度大於臨界密度，膨脹過程遲早會停止，然後就會收縮，這就是所謂的封閉宇宙。
問題看似簡單，實則不然。理論計算的臨界密度為5× 10-30g/cm3。但是要確定宇宙中物質的平均密度並不那麽容易。星系之間有廣闊的星系間空間。如果將目前觀測到的所有發光物質的質量均勻分布在整個宇宙中，平均密度只有2× 10-31g/cm3，遠低於上述臨界密度。
但種種證據表明，宇宙中仍存在未被觀測到的所謂暗物質，其數量可能遠遠超過可見物質，這給平均密度的確定帶來了很大的不確定性。因此，宇宙的平均密度是否真的小於臨界密度，仍然是壹個有爭議的問題。不過，目前來看，更有可能是打開宇宙。
恒星演化到後期，會把壹些物質(氣體)拋入星際空間，這些氣體可以用來形成下壹代恒星。這個過程會消耗越來越少的氣體，以至於最後無法形成新的恒星。1014年後，所有的星星都將失去光彩，宇宙將變得黑暗。同時，恒星會因為相互作用而不斷逃離星系，星系也會因為能量的損失而收縮。這樣壹來，中央部分就會產生壹個黑洞，它會吞噬從它身邊經過的恒星而長大。
1017 ~ 1018之後，留給壹個星系的只有黑洞和壹些零散的死星。此時，構成恒星的質子不再穩定。當宇宙年齡達到1024時，質子開始衰變為光子和各種輕子。1032年，這個衰變過程完成，宇宙中只剩下光子、輕子和壹些巨大的黑洞。
10100年後，高能粒子將通過蒸發逃離巨大的黑洞，最終完全消失，宇宙將回歸黑暗。這可能是宇宙末日到來時的場景，但它仍在不斷地、緩慢地膨脹。
關閉宇宙的結局會怎樣？在封閉的宇宙中，膨脹過程的結束時間取決於宇宙的平均密度。如果假設平均密度是臨界密度的兩倍，那麽根據壹個簡單的理論模型，400-500億年後，當宇宙半徑膨脹到目前大小的兩倍左右時，引力將開始占上風，膨脹將停止，然後宇宙開始收縮。
在未來，情況幾乎就像壹部放映後倒放的宇宙電影，大爆炸後宇宙發生的所有重大變化都將被逆轉。在收縮了數百億年後，宇宙的平均密度大致回到了現在的狀態。但是，遠離地球的星系的退行會被更靠近地球的運動所取代。再過幾十億年，宇宙的背景輻射會上升到400 kHz，並繼續上升，所以宇宙會變得非常熱，密度很大，收縮得越來越快。
在坍縮過程中，星系會相互融合，恒星會頻繁碰撞。壹旦宇宙溫度上升到4000 kHz，電子就會從原子中解離出來；當溫度達到幾百萬度時，所有的中子和質子都從原子核中脫離出來。很快，宇宙進入“大坍縮”階段，所有的物質和輻射都非常迅速地被吞進壹個無限高密度、無限小的空間，回到大爆炸發生時的狀態。
參考資料:
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