Potrei semplicemente dire che nessuno di noi esisteva all'inizio di tutto e nessuno di noi ne vedrà mai la fine, ma è anche vero che la scienza mista alla nostra fantasia ci permette di immaginare luoghi e tempi che non abbiamo vissuto e non vedremo mai.
Se vogliamo scorgere i primi istanti del Tempo e dell'Universo, così come noi lo conosciamo,  dobbiamo cercare di capire come gli scienziati siano arrivati ad immaginare quello che comunemente viene definito Big Bang.
Immaginate di scattare una foto ad un fuoco d'artificio, ecco, vedreste tanti punti luminosi che apparentemente si allontanano gli uni dagli altri; nello spazio reale questi punti luminosi sono costituiti dalle galassie (ammassi di stelle) che allontanandosi le une dalle altre ci permettono di immaginare un tempo in cui esse dovessero essere molto vicine le une alle altre al punto di concentrarsi in uno spazio piccolissimo e caldissimo (il vostro termometro evaporerebbe prima di misurare una qualsiasi temperatura) detto Big Bang.
Come questo grande botto si sia originato nessuno lo sa e qualcuno di voi potrebbe chiedersi: ma cosa c'era prima del Big Bang?
La risposta è che la domanda è errata! Ossia il Tempo, lo Spazio, l'energia e la materia si sono formati in quel primissimo istante e quindi non ha senso chiedere il prima se non esisteva neanche il tempo!

L’orologio dell’universo ha iniziato a scandire lo scorrere del Tempo proprio in quel momento.
In pochissimi istanti "dal nulla" si è originata una tremenda esplosione dalla quale dopo circa 0.0001 secondi hanno fatto la loro comparsa i protoni e i neutroni. Queste particelle atomiche (mattoni fondamentali degli atomi insieme agli elettroni) si creavano dalla pura energia (secondo la relazione di Einstein E=mc²), ossia una grande quantità di energia si trasformava direttamente in una uguale quantità di massa o peso.
Dopo circa 380 mila anni l’universo si era abbastanza raffreddato da permettere ai protoni di catturare un elettrone e trasformarsi in atomi di Idrogeno. Al termine di questa fase l’Universo era costituito essenzialmente da un gas di Idrogeno e una piccola quantità di Elio.
Era ancora troppo presto per la formazione dei pianeti come la terra; le rocce solide hanno bisogno di metalli e atomi pesanti per formarsi, questi tipi di atomi non si sono formati durante il big bang ma hanno bisogno dei reattori nucleari all'interno delle stelle per formarsi.
Sia la terraferma che la stessa vita necessitano di tali atomi: Carbonio, Ossigeno, Azoto, Silicio, Ferro ecc...li possiamo considerare come i mattoni fondamentali con i quali organizzare tutte le molecole che servono a formare un sasso o un essere vivente e sono un sottoprodotto delle stelle di prima o seconda generazione e non del Big Bang.
Furono necessari altri 400 milioni di anni prima che iniziasse la sintesi di tutte le altre specie chimiche oggi note.
In una stella giovane nei processi di fusione nucleare che avvengono nel suo interno, nuclei di idrogeno si fondono per creare nuclei di Elio; esaurito tutto l’idrogeno anche i nuclei di Elio si fondono per formare nuclei di Carbonio e così via fino al Ferro (ultimo nucleo “stabile”); se la massa della stella è sufficiente il limite del Ferro può essere superato e l’effetto è un collasso del nucleo con una successiva esplosione in mille pezzi (detta Supernova) durante la quale vengono creati anche altri atomi più pesanti come l’Oro o l’Uranio.
Il nostro sistema solare si è formato quasi 9 miliardi di anni dopo il Big Bang da una nuvola di gas e detriti di altre stelle esplose molti anni prima, sono state proprio le loro esplosioni che hanno generato e disperso centinaia di nuovi atomi nell'universo, centinaia di nuovi tipi di atomi che oggi abbiamo catalogato nella nostra tavola periodica degli elementi.
Possiamo quindi dire che il nostro pianeta e noi stessi siamo letteralmente figli del Big Bang (che ci ha fornito l’idrogeno) e delle stelle di prima e seconda generazione esplose miliardi di anni fa.
La nascita del sistema solare e della vita esula l'argomento di questo articolo ecco quindi che farò  un balzo dai 4.7 miliardi di anni fa (creazione del sistema solare) a non meno di 3.5 miliardi di anni nel futuro.

Gli astronomi hanno catalogato e osservato migliaia di stelle, riuscendo da queste osservazioni a prevedere quale sarà il futuro del nostro Sole; per capire come hanno fatto, possiamo immaginare di voler prevedere l'evoluzione di un essere umano avendo a disposizione una foto di migliaia di individui tra i quali bambini, adulti ed anziani e da quest'osservazione immaginarne l'evoluzione.

Da questi studi si è capito che la fine di ogni stella è scritta già nei primissimi istanti della sua nascita; la sua "vita", infatti, dipende dalla sua massa; ossia una stella di piccole dimensioni avrà un'evoluzione differente da una stella di grandi dimensioni.
Al contrario di quanto si potrebbe immaginare una stella di grandi dimensioni brucia il suo combustibile nucleare molto più velocemente di una di piccole dimensioni, la sua “vita”, quindi, sarà molto più breve.
Immaginando il nostro sole come un'arancia, tra circa 3.5 miliardi di anni a causa dell’evoluzione delle reazioni nucleari al suo interno, la buccia esterna inizierà a diventare sempre più grande fino ad inglobare Mercurio (il pianeta più vicino al Sole) e Venere; purtroppo anche se la nostra amata terra non dovrebbe essere inglobata, le radiazioni ed il calore del sole diventeranno così intensi da ardere tutta la terraferma ed evaporare tutti gli oceani; la vita, come noi la conosciamo, diventerà impossibile.
Il nucleo del sole, ossia la polpa della nostra arancia immaginaria, continuerà a diventare sempre più piccolo, massiccio e caldo.
La nostra stella, dopo una serie di reazioni nucleari, avrà trasformato tutto l'idrogeno iniziale in elio e quest’ultimo in carbonio.
La massa iniziale del nostro Sole non è tale da permettere ulteriori reazioni nucleari e a questa fase di gigante rossa seguirà un lento ed inesorabile raffreddamento.
I pianeti non saranno altro che delle rocce secche e ricotte vaganti intorno ad una stella spenta trasformata ormai in un’enorme palla di grafite e diamanti.

Ma che fine farà l'universo? E noi se ci saremo evoluti a tal punto da emigrare su altri sistemi solari o altre galassie, che cosa osserveremo?
Le conoscenze attuali ci permettono di immaginare almeno due possibili stadi finali; ulteriori studi  ci porteranno probabilmente a poterne escludere almeno uno in favore dell'altro, ma al momento dobbiamo considerarli ugualmente probabili, ossia:

1) Una fine per morte termica.
2) Una fine per implosione.

1) La prima ipotesi è quella che viene definita come morte termica.

Con l’andare del tempo molte stelle del firmamento termineranno la loro evoluzione spegnendosi, esplodendo o trasformandosi in buchi neri e sempre meno nuove stelle si accenderanno a causa della lenta diminuzione delle riserve di Idrogeno; la nostra galassia e quelle che ci circondano  diventeranno sempre più scure e il cielo notturno mostrerà sempre meno astri.
Tutti i pianeti, i satelliti, le comete, la polvere cosmica e stelle ormai spente da miliardi di anni verranno a poco a poco disperse nelle spazio siderale o inghiottite da enormi buchi neri che vagheranno senza meta in un immenso spazio sempre più buio e freddo.

E’ molto probabile che anche la nostra galassia contenga almeno un buco nero al suo interno e molta della materia che ci circonda potrebbe essere un giorno risucchiata in esso. Si produrranno aggregazioni e buchi neri sempre più giganteschi e massicci in distese sempre più sconfinate di spazio praticamente vuoto.

I buchi neri che sopravvivranno da una loro cannibalizzazione reciproca, stando alle teorie di Hawking, non sono completamente neri ma emettono radiazioni come un corpo a bassissima temperatura e l’emissione di tali radiazioni porta ad una lenta ma inesorabile perdita di peso o massa. La radiazione emessa, inoltre, è inversamente proporzionale alla massa, ossia un buco nero supermassiccio emette meno radiazione di uno piccolo. E’ quindi immaginabile che in tempi remotissimi un buco nero aumenterà la radiazione emessa fino a scomparire in un evento esplosivo che rilascerà nello spazio solamente radiazioni di alta temperatura.

I tempi previsti da questi processi sono inimmaginabili, si pensi che un buco nero supermassiccio potrebbe impiegare 10⁹⁰ anni per evaporare (l’1 seguito da 90 zeri), l’Univeso ha attualmente un’età di circa 10¹⁰ anni.

Nel frattempo neppure la materia sfuggita alla caduta in un buco nero rimane inerte; infatti, se le nostre teorie di grande unificazione sono giuste, anche i protoni (costituenti fondamentali dei nuclei degli atomi) sono leggermente instabili (vita media superiore a 10³¹ anni) e tenderanno spontaneamente in tempi lunghissimi a decadere ossia trasformarsi in altre particelle più piccole (positroni e pioni neutri), ponendo fine anche ai pochi atomi restanti ed anche quelli di eventuali esseri viventi sopravvissuti.
Ciò che resterà sarà solo un immenso vuoto a una temperatura molto vicina allo zero assoluto (-273.15 °C) attraversato raramente da qualche invisibile particella in un Tempo senza fine.

2) La fine per implosione possiamo immaginarla come un film che man mano che avanza rallenta sempre più e giungendo ai titoli di coda inizia lentamente a riavvolgersi tornando al punto di partenza, detto questa volta Big Crunch.

Le stelle e le galassie inizieranno a rallentare la loro fuga reciproca ed inizieranno ad avvicinarsi sempre di più le une alle altre in un Universo che contemporaneamente inizierà a scaldarsi. Le fasi finali di un tale evento vedranno la materia e gli eventuali buchi neri compressi in densità sempre maggiori e la velocità di collasso crescerà a dismisura. Il tutto sarà raggruppato in uno spazio piccolissimo fino a quando anche l’Universo fisico cesserà di esistere: la materia, lo spazio e il tempo raggiungeranno un confine che i fisici chiamano singolarità, confine oltre il quale persino la nozione di tempo perde qualunque significato. E' difficile immaginare una tecnologia che permetterà di sfuggire ad un tale evento che inghiotte tutta la materia e lo spazio che ci circonda (pianeti, stelle ed intere galassie); come una foglia in un lavandino che scarica l'acqua in un vortice turbolento, così chiunque si troverà lì verrà inghiottito in un singolo punto dello spazio, più piccolo della punta di uno spillo.

Solo in questo seconda ipotesi il Tempo cosi come noi lo immaginiamo finirà.

Per coloro che non amano una fine drammatica, ovvero, non hanno gradito l'immagine di quel povero essere vivente che è rimasto tutto solo a "godersi" lo spettacolo prima di estinguersi, vi lascio liberi di immaginare un giorno in cui la vita sarà in grado di viaggiare sempre più lontano alla ricerca di piccole particelle da cui trarre energia o verso altri universi continuando così un'esistenza senza fine. Se qualcuno di voi durante la lettura si è posto la domanda: ma allora il riscaldamento globale che stiamo osservando potrebbe essere un sintomo di ciò che sta già avvenendo nel nostro sole? La risposta è no!
La fine del nostro sole come gigante rossa non è ancora iniziata e avverrà molto lentamente coprendo un spazio temporale lunghissimo, quello che sta avvenendo sul nostro pianeta nell'arco di appena 100 anni ha chiaramente un'altra origine.

Fonti:

“L’atlante dell’Universo” (Rizzoli Editore)
“l’Astronomia” n°138: La fine dell’Universo di P. C. Davies
“l’Astronomia” n°133: Prima del Big Bang di J. Gribbin.
Speciale “NEWTON” : I segreti della materia (RCS periodici)
Wikipedia