星系团的最终命运是什么？

我们相当清楚地知道，由于空间扩展，星系团会分散开来，最终将它们驱赶出彼此的宇宙事件视界，使它们彼此分开，成为一个单独的实体，每个实体在其本地可观察的宇宙中都无法通信或影响其他集群。

至少通过假定暗能量的密度最终不会急剧增加的情况下，这些星团本身通过引力束缚在一起，从而使它们不会因空间膨胀而在内部被撕开。

但是，集群将发生什么？最初，我假设它的黑洞将吞噬所有可用的物质，并连接到一个寂寞的单个黑洞中。但是，由于霍金辐射，黑洞最终也不会永远存在，也不会吞噬所有恒星，据说大多数恒星都很好地逃避了重力。

那么，现在有什么理论说一个本地星系团将转化为t→∞呢？

正如您所指出的那样，在一个加速的宇宙中，大型结构将变得越来越孤立。因此，在某个点上，您将拥有由重力约束的超级簇，这些簇被非常大的空隙和越来越少的丝状结构分隔开。

一旦隔离，我们就可以研究这些独立的超级集群的动态。在非常大的时间尺度上，星系将发生碰撞和合并。碰撞后，您将趋向于形成椭圆星系。因此，我认为您最终将拥有一个巨大的单个椭圆星系。

然后我们可以对这些星系的恒星的未来感兴趣。首先，我们目前看到恒星形成率已经在数十亿年前达到峰值。因此，随着通常以恒星形成为目标的星系碰撞的数量，恒星形成率将缓慢降低。此外，随着重元素（除氢和氦之外的所有元素）在恒星中形成，下一代恒星将具有越来越多的重元素。从核的角度来看，最稳定的元素是铁，因此在非常大的时间尺度上，轻元素将转化为铁，而重元素则会衰变成铁。

这有点推测，但是我认为在较大的时间尺度上，越来越多的星际气体和恒星将落在超椭圆星系的引力中心。因此，随着密度在中心增加，您将在机械上形成越来越重的超大质量黑洞。另一个有趣的一点是，我们目前尚不知道质子是否稳定。因此，在大于年的时间尺度上（请参阅此处的更多详细信息），质子会自然地衰变成更轻的亚原子粒子。$10^{30}$

因此，也许像我们最终会遇到超大质量的黑洞和轻粒子。但是正如您所提到的，黑洞会因霍金辐射而逐渐失去质量。同时，膨胀率可能会显着提高，最终导致膨胀的宇宙中出现孤立的粒子。$t\rightarrow\infty$

注意：这是一个假设的场景，有很多未知数

这取决于群集的位置。宇宙的大规模特征（包括观测和模拟）由细丝和空隙组成。下面是斯隆数字天空调查（SDSS）制作的地图，显示了这些功能。

这里的每个点都是一个单独的星系。

模拟显示出非常明显的同一件事。这是千年模拟的视频。它放大到越来越小的结构，并且放大到的最小比例（〜4Mpc）大约是单个群集的大小。事实证明，在细丝相交处形成的簇的集合（超级簇）甚至更大，但仍在形成。如果群集属于这些高度密集的区域，它将与其他群集合并以最终形成超级群集。如果它们生活在这些区域的边界，则不能保证它们会落入更大的区域。我知道这个答案有些细节，但是结构形成理论使事情变得复杂。希望这可以使您了解群集的位置以及可能发生的事情。$t \rightarrow \infty$

这些星系可能被拉开或彼此碰撞。这来自两种可能的理论：“大危机”和“大冻结”。但是，如果我们仅考虑两个感兴趣的星系，那就是事实。

虚空和黑洞不应该被忽略，因为存在会升级或摧毁任何现有的力量。这两个对银河系的命运同样负责。

编辑：“大危机”和“大冻结”是为我们的宇宙带来未来的两种理论可能性。每种理论都以结局为结尾，即宇宙要么随着它曾经的膨胀而开始缩小，从而随着它一旦开始就以奇异性结束，或者宇宙不断地不断膨胀使其变得越来越冷。虚空和黑洞不应该与上述命运直接相关，而将是它们的最终结果。