من أين أتت كل المادة التي تشكل الكون

لعقود من الزمن ، احتار العلماء في واحد من أهم أسرار الفيزياء الأساسية: من أين أتت كل الأشياء التي تشكل الكون؟

يعتقد الآن الباحثون في جامعة كاليفورنيا في لوس أنجلوس بأن لديهم تفسيرا ، يصفونه في مجلة Physical Review (المصدر هنا ) استناداً إلى ملاحظات حقل بوزون هيجز في مصادم هادرون الكبير في سويسرا. جوهر نظريتهم بسيط ، يمكن اختصارها بان شروط الكون المبكركانت متحيزة نحو خلق شيء من لا شيء.

لتوصل الى هذه النظرية ، كان على مؤلفي الدراسة ألكسندر كوسينكو ولورين بيرس ولويس يانغ أن يتعمقوا في جذور الكون: اي في اول جزئ من المليار من الثانية الاولى بعد الانفجار الكبير. في هذه الفترة ، أطلق عليها مصطلح "التضخم" ، حيث وجدت الجسيمات (المكون الأساسي لكل شيء في الكون) مع الجسيمات المضادة (عكس كل ذلك) في "حساء ساخن" سريع التوسعة. وبعبارة أخرى ، يمكن للجسيمات المضادة أن تتحول إلى جسيمات والعكس بالعكس) ، ولكن قوانين الفيزياء استوجبت، إنشاؤها بنسب متساوية.

بعد فترة وجيزة من التضخم ، تباطأ نمو الكون واخذت الجسيمات العادية والجسيمات المضادة بالاصطدام وإبادة بعضها البعض. كانت المعركة قد انتهت بسرعة في القضاء على جميع أشكال الجسيمات العادية - نوع من التدمير الكوني المتبادل - بمقابل كل 10 مليارات جسيم مضاد، كان هناك 10 مليارات جسيم عادي + جسيم عادي واحد. ويعني هذا الاختلال الهامشي ان بين كل 10 مليار جزئي من المادة استطاع جزئي واحد النجاة ، مما يؤدي إلى خلق العناصر والنجوم ونظامنا الشمسي وكوكب الأرض وكل شخص في هذا العالم.

لقد عرف العلماء منذ فترة طويلة عن عدم التماثل القديم هذا ، لكنهم كانوا غير متأكدين مما تسبب به. كانت العديد من النظريات المقترحة معقدة وغير عملية ، مما يتطلب وجود أنواع جديدة من الجسيمات أو قوانين الفيزياء الجديدة.

من خلال ملاحظات على مجال بوزون هيغز Higgs ، حسب كوسينكو أن متوسط قوة حقل هيغز (يطلق عليه أيضًا "القيمة") ازداد بشكل كبير أثناء التضخم ، لكنه انخفض بشكل بطيء خلال التباطؤ اللاحق في نمو الكون. وهذا يعني أن حقل هيجز ما زال ذا قيمة عالية، وأن الجسيمات المضادة كانت تصطدم وتدمر بعضها البعض.

وحسب كوسينكو وفريقه أن هذه القيمة العالية اثرت على الطريقة التي كان بها حقل Higgs المصدر هنا) ) يندمج بالكتلة. " مستويات الطاقة كانت متحيزة " ، أوضح. " وجود الجسيمات المضادة في هذا الحساء البدائي من البلازما يحتاج الى طاقة اكبر بعكس الجسيمات العادية".

بدأت الجسيمات المضادة تتحول إلى جزيئات. وبحلول الوقت الذي عاد فيه حقل هيجز إلى قوته الطبيعية - وهي ظاهرة تسمى "الاسترخاء" - كانت هناك جزيئات عادية أكثر من الجسيمات المضادة. ابادة الجسيمات المضادة ما استطاعوا ، لكن بقيت جزيئات قليلة – والتي ستكون أصل كل المادة موجودة منذ ذلك الحين.

بقلم: اسامة خليل
Osama Z. Khalil

المصدر