الكون الأعظم/عالم الذرة

لازَمَ الكون في لحظة ميلاده ظهور الزمن والفضاء والطاقة، وكلها من لوازم وحدة الطبيعة. فالجاذبية ظهرت بعد 10 – 43 ثانية من لحظة بداية تكوين الكون بعد الانفجار الكبير، حيث اتحدت القوى الضعيفة والقوية والكهرومغناطيسية معاً. وكلما كان الكون يزداد برودة كانت وحدة هذه القوي تتحطم واحدة تلو الأخرى. وأولى الخطوات لإستعادة توحد هذه القوي كان عن طريق البناء الرياضي الذي يطلق عليه النظريات القياسية، التي ما زالت تحتاج إلى براهين تجريبة. فلقد توصل العلماء إلى جسيمات (Z وW) التي تحمل القوى الضعيفة.

فالذرات التي تتكون منها عناصر الكون ظهرت بعد 10 آلاف سنة من لحظة بداية هذا الكون وتبعثرت فيه نتيجة للأحوال التي كانت سائدة بعد الإنفجار الكبير . ويحاول العلماء حاليا معرفة أصل الكون . فتمكنوا من الكشف عن كوامن الذرة حيث يصنع منها المادة الخام به . وهذا من خلال الفيزياء والرياضيات والمسرعات الفائقة جدا في تسربع الجسيمات مما جعل هذه المعجلات قد جعلت نواة الذرة تلفظ مئات من الجسيمات الدون ذرية كالكواركات واللبتونات وهي جسيمات متناهية الصغر. وافترض علماء الفيزياء النظرية أن المادة تتكون من كواركات ولبتونات بينهما قوي تنتقل بواسطة البزونات. وللتعرف علي اللبتونات و الكواركات والبزونات بالذرة . نجد أن اللبتون يتكون من الإلكترون المشحون ويطلق عليه اللبتون المشحون والنيترينو (الإلكترون المتعادل ) . أما الكواركات فتتحد معا لتكون جسيمات أكبر كالبروتونات والنترونات بنواة الذرة. والبوزونات تحتوي علي فوتونات تنقل القوة الكهلرومغناطيسية بين الكواركات واللبتونات.

والفوتونات لا وزن لها كالضوء، لكن رؤيتنا للأشياء تعتمد على الاستجابة البصرية لهذه الفوتونات التي هي أقل من الذرة وتسير مع طاقة الضوء المرئي. ويعتبر الضوء ظاهرة كونية قد إعتدنا عليها ومانراه هو فوتوناته. لأنه أخذ شكلاً ليظل موجوداً ولا يترك خلفه كتلة باقية في العالم المادي الطبيعي. والضوء ليس مادة عادية ولاسيما وأنه يأخذ شكلاً كمومياً يطلق عليه الفوتونات التي تعتبر أقل وحدة طاقة لها تردد خاص لوني أو بقعي. فيمكن أن يري ويفحص . فلو اعتبرنا أن (c) هي سرعة الضوء في معادلة إينشتين الشهيرة :E =mc2 .حيث Eالطاقة وتساوي حاصل ضرب الكتلة m في مربع سرعة الضوء. cوتصل قيمة c2 إلى الصفر عندما تصبح الكتلة صفر. لأن C2=E \m. وهذا يدل علي أن سرعة الضوء لانهائية لأن الكون بلا مادة.

وأي كتلة في الكون بها عدد من الفوتونات تعادل مجموع أعداد مجموع ما بها من إلكترونات ونترونات وبروتونات وأجسام مضادة لها. واعتبرت النسبة بين الباريونات (النترونات والبروتونات معا)والفوتونات ثابتة مع مرور الزمن فيقال أن نواة ذرة الهيدروجين يقابلها من بليون إلي عشرة بلايين فوتون .لهذا نجد أن الجسيمات الدون ذرية تلعب دورا كبيرا في الكون منذ نشأته ولقد إكتشف علماء الفيزياء الحديثة أهميتها بعدمااكتشفوا الكواركات و تعرفوا علي ثلاثة أنواع منها. وافترضوا وجود كواركا رابعا أطلق عليه كوارك الجمال .وإذا اعتبرنا البروتون يحمل شحنة موجبة. فالكورك يحمل شحنة أقل منه . وللآن البروتون يتكون من كواركين موجبين وكوارك سلبي .فالكواركات العلوية والسفلية تصنع البروتونات والنترونات التي لها وجود في حياة الذرة. وهذه الكواركات توجد في أزواج (كوارك – وضد كوارك). وقد إستطاع علماء الفيزياء في مسرع جامعة (ستانفورد) تصوير كواركات حرة تسربت في الكون أثناء الإنفجار الكبير . إلا أن هذا الكوارك الحر مازال في نظر العلماء شيئا وهميا . واعتبروا أن المادة طاقة والطاقة مادة. أما الميون (Muon) فهو جسيم كتلته أكبر 200 مرة من كتلة البروتون وهو ناتج ثانوي من الأشعة الكونية التي ترتطم بالأرض . و يحمل شحنة سالبة بينما اللبتونات كالنيترينو لاتحمل أي شحنة وكتلتها خفيفة جدا رغم أنها لم تقدر بعد.

ومن أهم الأفكار في ميكانيكا الكم معادلة العالم الإنجليزي (بول ديراك)التي تنبأ فيها بالمادة المضادة في الكون وبالذرة. واكتشاف (أندرسون) للبوزيترون (الإلكترون الموجب) وهو يشبه الإلكترون السالب الشحنة إلا أنه موجب الشحنة . لهذا نجد أن لكل جسيم أو مادة بالذرة مضاداً. ولو تقابلت أو ارتطمت المادة مع مضادها يحدث تفجير إشعاعي. كما حدث مع البروتون عندما إرتطم بمضاد بروتون في المسرع . لأن المسرعات (المعجلات ) معامل لفيزياء الطاقة العالية وتقوم بتسريع الجسيمات الدون ذرية وتركيزها بواسطة المغانط الكهربائية في شكل شعاع حيث تقذف فيها البروتونات والإلكترونات المشحونة بسرعة 99،9% من سرعة الضوء. ويعتقد علماء الفيزياء النظرية أن الكون ككل له مضاد يناظره، ولو تقابلا يحدث تفجير إشعاعي.