من أين جاءت كل هذه الأشياء؟
هذه الصخرة؟
تلك البقرة؟
قلبك؟
لا أقصد الأشياء ذاتها بل المادة التي تكونت منها:
الذرات التي هي البنية الأساسية لكل شيء.
للإجابة على ذلك السؤال، سنستعرض قانون حفظ الكتلة.
ينص هذا القانون على أن يكون النظامُ منعزلا
وذو حدود، لا تستطيع المادة و الطاقة اجتيازه.
إن الكتلة والمادة والطاقة ضمن هذا النظام
لا يمكن أن تفنى أو تُستحدث.
وفقًا لأحدث المعلومات، فإن الكون يعتبر
نظامًا منعزلاً.
قبل أن نتجه لذلك النظام الكبير، دعونا ننظر لآخر أصغر وأبسط.
كما نرى هنا، لدينا 6 ذرات كربون و12 ذرة هيدروجين
و 18 ذرة أوكسجين.
بقليلٍ من الطاقة ستتحرك هذه الجزيئات.
بإمكان هذه الذرات أن ترتبط ببعضها لتشكل جزيئات معروفة.
هنا يتكون الماء،
وهنا ثاني أكسيد الكربون.
لا نستطيع أن نفني أو نستحدث الكتلة.
نحن مقيدون بما نملك، فماذا بإمكاننا أن نفعل؟
آه، إنهم على معرفة ببعضهم البعض.
دعنا نرى, لقد شكّلوا 6 جزيئات من ثاني أكسيد الكربون و6 جزيئات ماء
بقليل من الطاقة ستعيد الجزيئات تنظيم نفسها لتشكل جزيئات سكر بسيطة
وتطلق بعضًا من غاز الأكسجين.
كل ما نملكه من ذرات هو: 6 كربون و 12 هيدروجين و 18 أوكسجين.
الطاقة التي استخدمناها تم تخزينها في الروابط التي بين الذرات.
بإمكاننا إعادة إطلاق تلك الطاقة
عن طريق تفكيك جزيئات السكر مرة أخرى إلى ماء وثاني أكسيد الكربون
مع بقاء الذرات كما هي.
دعونا نضع هذه الذرات جانبًا ونجرب شيئا قابل للانفجار بشكلٍ مصغّر.
غاز الميثان، المتعارف عليه أنه من الغازات الناتجة عن عمليات الهضم لدى الأبقار.
لكنه يستخدم أيضًا كوقود للصواريخ.
إذا قمنا بإضافة الأكسجين والقليل من الطاقة،
كتلك الناتجة من إشعال عود ثقاب،
فإنه سيحترق وينتج ثاني أكسيد الكربون والماء و المزيد من الطاقة.
لاحظ أن الميثان تكون من 4 ذرات هيدروجين
وفي النهاية لا يزال لدينا 4 ذرات هيدروجين مرتبطة بجزيئا الماء.
والناتج النهائي هو البروبان وهو غاز آخر قابل للاشتعال.
نضيف الأوكسجين ثم نشعله، فيحدث الانفجار.
بالمزيد من الماء وثاني أكسيد الكربون.
يتكون لدينا 3 جزيئات من ثاني أكسيد الكربون
لأن جزيئات البروبان تتكون من 3 ذرات من الكربون
وليس لديها مكان آخر تذهب إليه.
هناك العديد من التفاعلات الأخرى التي يمكننا فعلها بإعادة ترتيب هذه الذرات
مع بقاء قانون حفظ الكتلة صحيحًا.
وأيًّا كانت المادة أو الطاقة المشاركة في التفاعل الكيميائي
فإنها تبقى محفوظة حتى نهاية التفاعل.
لذلك فإذا كانت الكتلة لا تفنى ولا تستحدث
فمن أين أتت هذه الذرات منذ البداية؟
دعنا نرجع بالزمن إلى الوراء ونرى.
أبعد، أبعد ، أبعد ، أبعد اكثر.
حسنًا، إنه هنا.
الإنفجار العظيم.
تشكل الهيدروجين من جسيمات ذات طاقة عالية
خلال الدقائق الثلاث الأولى التي تلت الإنفجار العظيم.
في النهاية، تجمعت مجموعات من الذرات وشكلت النجوم.
في داخل النجوم, صهرت التفاعلات النووية العناصر الخفيفة،
كالهيدروجين والهيليوم،
لتُشَكل عناصر ثقيلة، كالكربون والأوكسجين.
للوهلة الأولى، قد يبدو أن هذه التفاعلات قد خرقت القانون
لأنها تبدو وكأنها تطلق كمية هائلة من الطاقة،
من العدم.
ومع ذلك، وبفضل معادلة آينشتاين الشهيرة،
علمنا أن الطاقة تعادل الكتلة.
وتبين أن إجمالي كتلة الذرات الأولى
أكبر بقليل من كتلة المادة بشكلها النهائي،
وأن فقدان الكتلة يتوافق تمامًا مع الزيادة في الطاقة
التي تخرج من النجوم على شكل ضوء وحرارة وجسميات ذات طاقة.
وفي النهاية ينفجر النجم ليصبح يعرف باسم (سوبرنوفا)
وتنتشر عناصره في الفضاء.
باختصار, التقت هذه العناصر مرة أخرى بذرات من نجوم متفجرة أخرى
وكوَّنت كوكب الارض
ومنذ 4.6 مليار سنة أصبحت الأرض صالحة للعيش
لتلعب دورها كنظامٍ مغلقٍ صغير.
لكن لا شيئ يثيرالاهتمام كمجموعة الذرات التي اجتمعت لتكوّنك أنت،
أو تُكوِّن تلك البقرة،
أو هذه الصخرة.
ولهذا السبب أخبرنا كارل سجان بعبارته التي قال فيها:
بأننا كلنا مخلوقون من مكونات النجوم