De acordo com a Teoria da Relatividade Geral de Albert Einstein, a matéria e a energia moldam o tecido do espaço-tempo, determinando a sua geometria em grande escala. O formato global do Universo depende diretamente da sua densidade total de massa-energia em comparação com a chamada densidade crítica ($\rho_c$) — o limiar exato necessário para deter a expansão cósmica após um tempo infinito.
1. As Três Geometrias Possíveis do Universo
A astrofísica divide a curvatura espacial do Universo em três cenários teóricos fundamentais:
| Tipo de Geometria | Parâmetro de Densidade (Ω) | Propriedade Geométrica | Destino Cósmico |
| Universo Plano | $\Omega = 1$ | A soma dos ângulos de um triângulo é exatamente $180^\circ$. Linhas paralelas permanecem paralelas para sempre. | Expande-se para sempre, desacelerando gradualmente rumo a uma taxa limite de expansão zero. |
| Universo Aberto | $\Omega < 1$ | Curvatura negativa (semelhante a uma sela de cavalo). A soma dos ângulos de um triângulo é menor que $180^\circ$. | Expande-se para sempre de forma acelerada, tornando-se cada vez mais frio e isolado (Big Freeze). |
| Universo Fechado | $\Omega > 1$ | Curvatura positiva (semelhante à superfície de uma esfera). A soma dos ângulos de um triângulo é maior que $180^\circ$. | O volume é finito (embora sem bordas). A gravidade eventualmente freia a expansão, revertendo-a em um colapso final (Big Crunch). |
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