مماذا يتكون الكون؟ - دينيس وايلدفوجيل

شاهد الدرس بالكامل : http://ed.ted.com/lessons/what-is-the-universe-made-of-dennis-wildfogel

الذرات التي من حولك قد وجِدَّت منذ ملايير السنين -- ومعظمها تكونت مشتغلة، في هيئة غازية بداخل نجم ما. يحكي دينيس وايلدفوجيل قصة ساحرة عن الرحلة الطويلة للذرات من الانفجار الكبير حتى الجزيئات التي تتشكل اليوم.
الدرس من طرف: دينيس وايلدفوجيل، رسوم متحركة من طرف: "Pew36 Animation Studios".

كل الأشياء المادية التي حولك

تتكون من وحدات غير مرئية بالمجهر

نطلق عليها "الجزيئات".

والجزيئات تتكون من

ذرات فردية.

كثيرًا ما تتفكك الجزيئات

وتكون جزيئات جديدة.

من جهة أخرى،

فعلياً، كل الذرات التي تتلامس معها

خلال فترة حياتك،

تلك التي في الأرض تحتك،

في الهواء الذي تتنفسه،
في الطعام الذي تأكله،

تلك الأشياء التي تجعل كل شيء حي،
بما فيهم أنت،

وجدت منذ ملايير السنين

وتكونت في أماكن تختلف كثيراً عن كوكبنا.

كيف أتت هذه الذرات؟
هذا ما أود أن أتشاركه معك.

لقد بدأ كل شيء منذ 14 مليار سنة

في حدث نُطلق عليه "الانفجار الكبير"،

والذي أسفر عن "كون" يتكون فقط من الغاز.

لم يكن هناك نجوم، أو كواكب.

الغاز كان مكون فقط من ذرات

تنتمي لأبسط العناصر،

كان حوالي 75% من الهيدروجين

والباقي تقريباً من الهيليوم.

لم تكن عناصر مثل الكربون، أو الأكسجين
أو النيتروجين موجودة.

لا حديد، أو فضة، أو ذهب.

في بعض المناطق، كثافة هذا الغاز
كانت أكبر من مناطق أخرى.

بفعل الجاذبية، هذه المناطق جذبت
المزيد من الغاز،

والذي أدى لزيادة قوة الجاذبية،

ومن ثم سحبت المزيد من الغاز، وهكذا.

في آخر الأمر، تكوَّنت
كُرات غازية عالية الكثافة،

مُنكمشة بفعل قوة جاذبيتها

والحرارة التي بداخلها.

عند نقطة ما، كان قلب الكرة

أصبح ساخناً بالقدر الكافي لحدوث
الاندماج النووي.

ذرات الهيدروجين تتصادم معاً لتكون "الهيليوم"،

يُصاحب ذلك أنطلاق كم هائل من الطاقة،

قوياً بقدر كاف لمواجهة قوة انكماش الجاذبية.

عند خروج الطاقة نتيجة التفاعلات الإندماجية

مقابل سحب الجاذبية لكل الغاز إلى الداخل،

يحدث التوازن.

من هذا يُولد نجم.

على مدار حياته،

التفاعلات الإندماجية في قلب نجم كبير

سوف تُنتج ليس فقط الهيليوم،

لكن أيضاً الكربون، والأكسجين، والنيتروجين

وكل العناصر الأخرى في الجدول الدوري
حتى الحديد.

لكن في النهاية، ينفذ الوقود في قلب النجم،

تاركاً إياه لينهار بالكامل.

ذلك يسبب انفجار قوي بشكل لا يُصدَّق

نطلق عليه "سوبرنوفا"
(المُستعر الأعظم)

الآن، هناك شيئان لكي ننتبه لهما

عن كيف يكوِّن السوبرنوفا العناصر.

أولاً، هذا الانفجار يُطلق الكثير من الطاقة

تجعل الاندماج جامحا

ليكوِّن حتى تلك العناصر ذات الذرات
الأثقل من الحديد

مثل الفضة، والذهب، واليورانيوم.

ثانياً: كل تلك العناصر التي تراكمت

في قلب النحم،

مثل الكربون، والأكسجين،
والنيتروجين، والحديد،

فضلاً عن كل تلك التي تكوَّنت في انفجار
السوبرنوفا

تُقذف في الفضاء النجمي

حيث تختلط بالغاز الذي هناك مسبقاً.

التاريخ إذن يُعيد نفسه.

سحب الغاز، تحتوي الآن على العديد من العناصر

بالإضافة للهدروجين والهيليوم الأساسي،

مكوِّنة مناطق عالية الكثافة

التي تجذب المزيد من المواد، وهكذا.

كما من قبل، نجوم جديد قد تكونت.

شمسنا قد وُلدت بنفس الطريقة
منذ 5 مليارات سنة.

هذا يعني أن الغاز الذي نشأ منها

كان في حد ذاته مختلطا مع العديد من العناصر

التي نتجت من انفجارات السوبرنوفا
منذ بداية الكون.

هذه إذن الطريقة التي تتعامل بها
الشمس مع كل العناصر

لا يزال معظمها من الهيدروجين
بنسبة 71%،

مع الباقي الذي يكون تقريباً من الهيليوم
بنسبة 27%.

ولكن لنأخذ في الاعتبار

أنه في حين كانت النجوم الأولى تتكون

من الهيدروجين والهيليوم فقط،

فإن العناصر المتبقة في الجدول الدوري

تكوِّن 2% من الشمس.

وماذا عن الأرض؟

تتكون الكواكب نتيجة عمليات تصادفية
لتشكيل النجم

من نفس السحابة الغازية التي للنجم نفسه.

الكواكب الصغيرة مثل كوكبنا لا تمتلك
الجاذبية الكافية

لتحتفظ بالكثير من الهديروجين أو غاز الهيليوم

بما أن كلاهما خفيف جداً.

لذلك، على الرغم من أن الكربون، والنيتروجين،
والأكسجين، وهلم جرا

تكون فقط 2% من السحابة الغازية التي تكونت
الأرض منها،

إلا أن هذه العناصر الأثقل تكوِّن
الجزء الأكبر من كوكبنا

وكل شيء عليه.

فكر في هذا:

باستثناء الهيدروجين وبعض الهيليوم،

الأرض التي تمشي عليها،

الهواء الذي تتنفسه،

كل شيء هو مصنوع من ذرات

تكونت داخل النجوم.

عندما علم العلماء في البداية ذلك

خلال النصف الأول من القرن العشرين،

علَّق الفلكي الشهير "هارلو شابلي"،

"نحن إخوة الصخور، وأبناء عمومة السُحُب".