Khi vụ nổ Big Bang xảy ra cách đây 13, 8 tỷ năm, vũ trụ cực kỳ nóng và đặc, nhiệt độ lúc đó có thể lên đến hàng tỷ độ C. Nhưng ngay sau đó, vũ trụ bắt đầu giãn nở. Việc giãn nở này làm cho năng lượng phân tán ra một không gian ngày càng lớn, giống như bạn thổi phồng một quả bóng bay thì không khí bên trong sẽ "loãng" và "lạnh" hơn. Bức xạ nền vi sóng vũ trụ (CMB) là minh chứng rõ nhất: Ban đầu đó là bức xạ rất nóng và có năng lượng cao (tia gamma), nhưng khi vũ trụ giãn nở, bước sóng của bức xạ kéo dài ra, năng lượng giảm đi, và đến bây giờ chỉ còn là vi sóng, nhiệt độ tương ứng là 2, 7 K Trong tương lai, vũ trụ sẽ tiếp tục giãn nở - thậm chí ngày càng nhanh hơn vì năng lượng tối. Kết quả là: Bức xạ nền sẽ tiếp tục kéo dài bước sóng, nhiệt độ sẽ giảm dần về gần 0K - độ không tuyệt đối. Các ngôi sao sẽ lần lượt cạn nhiên liệu, chết đi. Chỉ còn lại các thiên thể nguội lạnh như sao lùn đen, lỗ đen, và vật chất phân tán khắp nơi. Kịch bản này gọi là "cái chết nhiệt" (heat death) của vũ trụ: Vũ trụ quá lạnh và quá loãng, không còn năng lượng hữu ích để duy trì các quá trình vật lý phức tạp. Nếu không có biến cố bất ngờ nào (như Big Crunch hay Big Rip), thì sau hàng nghìn tỷ năm nữa, nhiệt độ vũ trụ sẽ tiệm cận về 0K – lạnh tuyệt đối.
