El Big Freeze ("Gran congelación"), también conocido como Big Whisperer ("Gran susurrante"), es una hipótesis cosmológica sobre el destino final del universo en la que se supone este se seguirá expandiendo infinitamente —asume, por tanto, un universo abierto— y está marcada por el triunfo de la segunda ley de la termodinámica, con la consecución final de prácticamente todos los procesos físicos que puedan darse y posiblemente acabando con la muerte térmica del universo.
Evolución futura del universo thumb|220px|Galaxia elíptica M87. En un futuro lejano, todas las galaxias del Grupo Local se habrán fundido en una galaxia parecida a esta. Se ha intentado modelizar la evolución futura del universo en este escenario, detallándose a continuación lo que le espera a este en ese posible futuro; es importante tener en cuenta que los eventos y eras que se describen a continuación están basados en diversos modelos y teorías y tienen una duración solamente aproximadas (y sobre todo que las fechas dadas están escritas en notación científica, la cual no transmite adecuadamente lo que significan las cantidades aquí mencionadas). Asimismo, hay que tener en cuenta que descubrimientos o teorías futuras pueden cambiar algunos de los sucesos aquí descritos, como por ejemplo, la posibilidad de un Big Rip —que se daría mucho antes de que se produjeran muchos de los fenómenos aquí descritos— o la de que el universo sufra una transición de fase hacia un vacío verdadero mediante efecto túnel, interrumpiéndose así de manera súbita su evolución —e incluso la posibilidad de un colapso futuro—. Dejada ya atrás hace mucho la era de la radiación que tuvo lugar poco después del Big Bang, y en la que la energía dominó sobre la materia, las diferentes eras por las que pasará el universo son las siguientes:
Era estelífera Era degenerada Era de los agujeros negros Era oscura
Era estelífera Esta era, en la primera parte de la cual nos hallamos, se caracteriza por ser las estrellas los objetos dominantes del cosmos. Gran parte de la energía generada en el universo es debida a los procesos nucleares que tienen lugar en su evolución, y sin duda es la era en la que más fenómenos interesantes ocurrirán. Su inicio fue 1 millón de años después del Big Bang, con la formación de las primeras estrellas y durará hasta dentro de 100 billones de años (1014) en el futuro, cuando dejen de formarse estrellas, al menos a partir del gas interestelar, y todas ellas se hayan apagado.
El futuro en esta era estará marcado por el progresivo agotamiento del gas interestelar, y con él una progresiva disminución de la formación estelar, disminuyendo las estrellas que se forman y aumentando la proporción de cadáveres estelares (enanas blancas, estrellas de neutrones, y agujeros negros). Asimismo, la metalicidad del gas interestelar irá aumentando y ello tendrá profundas consecuencias en la evolución estelar, disminuyendo por un lado la masa máxima que puede tener una estrella y permitiendo la existencia de estrellas aún menos masivas que las más ligeras de las existentes actualmente y de mucha mayor vida, pero por otro disminuyendo significativamente la vida de los astros que se formen por entonces, aunque aun así, esas estrellas congeladas como han sido llamadas debido a su bajísima temperatura superficial (comparable a la existente hoy en la superficie terrestre) vivirían mucho más tiempo que las estrellas menos masivas existentes hoy.
Llegará un momento en el que las únicas estrellas de la secuencia principal que queden sean las enanas rojas, astros que no experimentan la fase de gigante roja. Aun así cerca del final de su lenta evolución estos astros se cree que tienen luminosidades similares a la del Sol actual, por lo que gracias a ello incluso dentro de un billón de años (1012) las galaxias tendrán luminosidades comparables a las actuales, pero posteriormente en primer lugar la muerte de dichas estrellas y luego la extinción de las enanas blancas hará que las tinieblas las acaben envolviendo y extinguiendo de manera progresiva e irremediable.
Otros fenómenos de consecuencias mucho más cercanas ocurrirán en esta era. En particular, la Tierra será destruida por la evolución futura del Sol durante su fase de gigante roja y no escapará a este destino tal y como se proponía. Más o menos en la misma época en la que ocurrirá esto, es muy probable que Andrómeda y nuestra galaxia colisionen, formando una galaxia elíptica o espiral que ha sido bautizada por algunos autores como Lactómeda, y aunque ello no ocurriera por entonces en algún momento todo el Grupo Local acabará por condensarse en una única galaxia gigante.
La aceleración de la expansión del Universo tendrá consecuencias muy importantes en el futuro, provocando que el Grupo Local no sea absorbido por el Cúmulo de Virgo. Sin embargo, la consecuencia más dramática será el aislamiento de las galaxias y los cúmulos de galaxias formando auténticos "universos isla". El Cúmulo de Virgo dejará de ser visible para "nosotros" dentro de apenas 1,32×1011 años, pareciendo (al igual que el resto de objetos exteriores a nuestro Grupo Local) su imagen estar "congelada" en el tiempo y enrojeciendo permanentemente (desplazamiento infinito al rojo, el mismo fenómeno que apreciaría un observador cercano a un agujero negro en un objeto que cayera en él). Llegará un tiempo —dentro de 1,26×1012 años, mucho antes de que se apaguen las estrellas— en el que la única galaxia visible será el resultado de la fusión de todas las galaxias del Grupo Local.
Llegará también un momento (se estima que dentro de 1011 años, mucho antes del final de la era estelífera) en el que será prácticamente imposible —si no imposible— determinar el origen del universo. Los pilares básicos que determinan la teoría del Big Bang (radiación de fondo, existencia de galaxias exteriores a la nuestra en las que se pueda apreciar la expansión del universo, y la nucleosíntesis primordial) habrán desaparecido, respectivamente debido a la aceleración del universo —que hará indetectable (o al menos irreconocible) el fondo de radiación cósmica y hará invisible esas otras galaxias— y a la evolución estelar que habrá acabado con las abundancias originales de deuterio, con lo que se llegará al fin de la cosmología como ciencia; si bien observadores hipotéticos que existieran por entonces podrían saber que su "universo isla" tiene una edad finita y que su fin último es —como se detalla abajo— colapsar en un gran agujero negro, sería muy difícil para ellos deducir la teoría antes mencionada, o, naturalmente, la existencia de otros objetos como el suyo;Es una situación muy parecida a la existente a principios del siglo XX, cuándo se pensaba que los únicos objetos existentes en el Universo eran la Vía Láctea y las Nubes de Magallanes. Véase Universo de De Sitter sin embargo, también se ha sugerido que hipotéticos astrónomos que existieran en ese lejano futuro podrían utilizar estrellas hiperveloces expulsadas de Lactómeda para determinar la distribución de masa más allá de su galaxia e incluso mediante métodos indirectos serían capaces de determinar el modelo cosmológico estándar y por tanto la evolución hasta entonces del cosmos.
Era degenerada
En esta era los objetos dominantes serán los restos densos, inertes, y fríos que durante la era estelífera fueron estrellas (enanas negras, estrellas de neutrones, y agujeros negros), estimándose que durará entre 1014 años y al menos 1032 años (dependiendo de cuando se desintegren los protones o si es que se desintegran). Será un universo prácticamente oscuro para un órgano como el ojo humano, pero aún seguirá radiando en otras longitudes de onda durante mucho tiempo.
La evolución galáctica por entonces estará dominada por la interacción gravitatoria entre dichos objetos y los efectos causados por ellas como relajación dinámica, disminución de las órbitas debido a la emisión de ondas gravitatorias, y finalmente aquellos causados por la aproximación de dichos objetos, que provocará por un lado que las galaxias muestren una distribución de masas cada vez más heterogénea, con una pequeña parte (apenas un 1 %) de la masa concentrada en un volumen cada vez más pequeño en su centro —hasta acabar por formarse un agujero negro gigantesco—, y el resto de ella dispersa en un amplio volumen de espacio, o incluso expulsada de la galaxia ("evaporación galáctica").
Seguirán formándose estrellas gracias a colisiones estelares, aunque a un ritmo muy lento (aun así, se formarán bastantes astros gracias a ese sistema, por lo que durante al menos parte de ésta era una galaxia contendrá alrededor de 100 estrellas). Muy de vez en cuando, dos enanas marrones pueden colisionar, formando una nueva estrella; una enana roja que brillará 25 billones (2,5×1013) de años antes de convertirse en una enana blanca —constituyendo este proceso una manera de que nazcan estrellas, incluso cuando la formación estelar normal haya cesado mucho antes y que durará bastante tiempo, formando relativamente muchas estrellas (se ha estimado que durante esta época la galaxia que mucho antes fue el Grupo Local contendrá alrededor de 100 estrellas que consigan su energía gracias a la fusión del hidrógeno, nacidas gracias a esas colisiones)—, al igual que dos enanas blancas (mejor dicho, enanas negras) formando una nueva enana blanca. Otros objetos mucho más exóticos que podrán formarse por este proceso —mediante la colisión de enanas blancas si se dan las condiciones adecuadas— son estrellas que fusionen helio o carbono en vez de hidrógeno (aunque su esperanza de vida será mucho menor que una estrella que fusione hidrógeno, respectivamente de unos cientos de millones de años y de un millón de años) además de supernovas de tipo I si la masa total de las dos estrellas supera el límite de Chandrasekhar, o incluso un GRB si colisionan dos estrellas de neutrones; en una galaxia oscura y empobrecida estos fenómenos —ya impresionantes hoy— serán realmente espectaculares.
Esos fenómenos ocurrirán sobre todo en la parte central de las galaxias, e incluso tras la formación del mencionado agujero negro al destruir y absorber éste el resto de cadáveres estelares cercanos que no se hayan fusionado con él —brillando como un cuásar durante mil millones de años antes de que la oscuridad y el frío vuelvan a envolverlo todo—, y también se producirán a escala supergaláctica, convirtiendo cada cúmulo de galaxias en un enorme agujero negro formado por la fusión de aquellos agujeros negros que antes fueron galaxias individuales y rodeado por un halo compuesto por aquellos cuerpos que han conseguido escapar.
Las interacciones gravitatorias y la contracción orbital debida a la emisión de energía en la forma de ondas gravitatorias ya mencionadas también acabarán por destruir los sistemas planetarios que puedan existir por aquel entonces, disrompiendo sus órbitas y convirtiendo a los planetas en vagabundos sin rumbo a través de la oscuridad, o provocando que acaben por chocar con los cuerpos que orbitan; parece que únicamente los que orbiten enanas rojas —que no experimentan la fase de gigante roja—, como por ejemplo los de Gliese 876, son los que sufrirán este último destino.
Asimismo, si la materia oscura presente en los halos galácticos está compuesta por partículas como los WIMPs, dichas partículas acabarán por desaparecer vía aniquilación debida a colisiones entre ellos o debido a la captura por remanentes estelares. En este último caso, el efecto será la disminución de la masa de la galaxia —y una consecuente expansión de ella—, y que dichos remanentes estén más calientes de lo que cabría esperar, con una temperatura de apenas 5 grados sobre el cero absoluto.