¿Qué pasará cuando mueran todas las estrellas en las galaxias?

Las estrellas todavía se están formando en muchas, si no en la mayoría de las galaxias. Algunos ya se han agotado en las nubes de hidrógeno que forman las estrellas, mientras que otros todavía tienen tasas de formación estelar saludables.
Entonces, una vez que las estrellas actuales se queman, todavía se están formando otras nuevas. Actualmente observamos estrellas moribundas, así como nuevas.
Las estrellas masivas mueren primero (vidas de 1 millón a mil millones de años dependiendo de la masa) a menudo espectacularmente con supernovas.
Las estrellas de masa media como nuestro sol (vidas de 1 billón a quizás 20 billones de años dependiendo de la masa) eventualmente forman gigantes rojas, luego nebulosas planetarias y enanas blancas.
Las estrellas de masa más baja, como las enanas rojas (las vidas pueden ser superiores a un billón de años) tardan mucho más en agotarse.
Supongamos una galaxia en la que la formación de estrellas ha cesado esencialmente y todas las estrellas actuales se queman. (Trillones de años a partir de ahora)
Hay estrellas de baja masa llamadas enanas marrones. Estos generalmente no tienen fusión (excepto bastante brevemente algo de deuterio y / o litio). Sin embargo, aunque es raro, dos de estos pueden acercarse y fusionarse (poco probable en escalas de tiempo humanas, pero razonablemente probable en escalas de tiempo de, digamos, 50 billones o 1 billón de años) (y sí, sé que la física se complica). Si su masa combinada excede aproximadamente el 8% de nuestro sol, pueden iniciar la fusión de hidrógeno y formar una enana roja. Este objeto existiría (fusionándose) durante un billón de años o más. Incluso podría tener un planeta con vida, aunque las probabilidades no son buenas.
Eventualmente, estos se vuelven aún menos frecuentes, y en escalas de tiempo muy grandes, incluso esas enanas marrones se usarían, por así decirlo.
En ese punto, el universo es bastante oscuro (o la galaxia). Ocasionalmente, dos enanas blancas pueden fusionarse (ya sea una órbita decaída de binarios o una posibilidad aleatoria). Si su masa combinada excede aproximadamente 1.4 masas solares, de repente pueden crear una supernova dramática, o incluso una estrella de carbono de corta vida.
Después de estos eventos, es más difícil decirlo. Algunos científicos piensan que los protones pueden descomponerse. Si es así, los cadáveres estelares restantes (enanas blancas y tal) y los planetas / asteroides / etc. restantes se evaporarán efectivamente a medida que sus protones se descompongan, y también sus neutrones. Sin embargo, muchos no creen que los protones se descompongan, por lo que estos cuerpos pueden ser más estables. Incluso si los protones lo hacen, su vida media es de aproximadamente 10 ^ 34 años, lo que es un tiempo ridículamente largo. (el universo actual es de aproximadamente 1,4 × 10 ^ 10 años, por lo que estamos hablando de un millón de billones de billones de veces la edad actual del universo)
En escalas temporales aún más largas (hasta 10 ^ 100 años), los agujeros negros pueden evaporarse a través de la radiación de halcones. No es muy emocionante hasta los últimos momentos.
Después de eso hay algunas teorías cuánticas exóticas, pero prácticamente nada más sucede en ningún lado.
Todo esto supone que hipótesis como el gran desgarro o el gran crujido son falsas (como parece probable). Esto significa que el universo no se separará de la energía oscura hasta el nivel atómico, ni finalmente colapsará nuevamente por la gravedad.