کائناتِ ما در مدت زماني کمتر از آنچه براي پختن يکبشقاب اردک و سيب زمينيِ سرخ شده لازم است، پخته شد-جرج گاموف
وقتي به آسمان نگريستيم، از خود پرسيديم از کجا آمده ايم؟ ستارگان چگونه بوجود آمده اند؟ عنصرها چگونه ساخته شده اند؟ حتي خود کائنات چگونه آغاز شده است؟ يکي از بزرگ ترين افتخارات بشر اين است که اين سؤالات را پاسخ داده است آنچه که واقعاً جالب توجه است، اين است که اين دانش از مطالعه ي کوچک ترين بلوک هاي سازنده ي ماده يعني اتم ها بدست آمده است وقتي درون را نگريستيم، دريافتيم که مي توانيم آنچه را که در بيرون مي بينيم توضيح دهيم اتم به ما کمک کرده که بزرگ ترين رازهاي هستي را حل کنيم
اتم کليدِ کيهان هر چيزي که در جهان مي بينيم از چيزهاي کوچکي به نام اتم ساخته شده است
تا اوايل قرن بيستم، فقط وجودشان را ثابت کرده بوديم اولين شُک، کوچکي آنها بود کمتر از يک ميليونوم يک ميلي متر تريليون ها اتم در يک دانه ي شن وجود دارند جالب است که تا حد بسيار قابل قبولي تعداد اتم هاي موجود در کائنات را مي دانيم البته با در نظر گرفتن وسعت کائنات و کوچکي اتم جاي تعجب نيست که اين عدد به طرز سرسام آوري بزرگ است
يک با هفتاد صفر جلوي آن يعني يک تريليون، تريليون، تريليون، تريليون، تريليون، تريليون اتم
نه تنها تعداد تقريبي اتم هاي کيهان را مي دانيم بلکه مي دانيم به صورت 92 نوع متفاوت وجود دارند اينها "عنصر" ناميده مي شوند و شما بسياري از آنها را مي شناسيد به عنوان قسمت هاي آشناي جهان اطرافمان اکسيژن، آهن، کربن، قلع، طلا و غيره هر آنچه که در کائنات وجود دارد ستاره ها، سيارات، کوه ها درياها، حيوانات، من و شما از اين اتم ها يا ترکيبات آنها ساخته شده ايم
اين يک دستاورد متحير کننده ست که اکنون نه تنها مي دانيم چه تعداد اتم در کائنات موجود است و در چند نوع متفاوت وجود دارند بلکه مي دانيم اصلاً چرا وجود دارند اکنون مي توانيم توضيح دهيم که تک تک اين تريليون تريليون تريليون تريليون تريليون تريليون اتم، چگونه به وجود آمده اند پس جوابِ رازِ خلقت را نيز مي دانيم که در قلب هر يک از اتم هاي کائنات نهفته است
داستان چگونگي درک خلقت حدود 100 سال قبل شروع شد در آزمايشگاه کوچکي در جنوب شرقي پاريس اين تکه کاغذ، چيز بسيار جالبي ست مربوط به دفترچه ي زني ست که نخستين بار راديواکتيويته را مطالعه کرد شيميداني به نام ماري کوري
شگفت انگيزست، 100 سال گذشته است و اين تکه کاغذ هنوز هم ذرات راديواکتيو از خود ساطع مي کند عکسِ سمت چپ، تمرکز راديواکتيويته را نشان مي دهد در واقع مي توانيد اثر انگشت ماري کوري را روي آن ببينيد اما آنچه براستي شگفت انگيز است، انرژي خالص است انرژي که از راديواکتيويته مي آيد طوري که اين کاغذ پس از 100 سال هنوز اين ذرات را ساطع مي کند هنوز ذرات ريز اما به شدت راديواکتيوِ ماده اي، به کاغذ چسبيده اند که ماري کوري در سال 1898 آن را کشف کرد
ماده اي که وي آن را "راديم" ناميد کشفي انقلابي براي دليلي اوليه بود اگرچه راديم شبيه فلز خاکستريِ غير قابل توجهي بود با تمامي قوانين علمي آن زمان تناقض داشت زيرا راديم تشعشعات انرژي مرئي و قدرتمندي از خود ساطع مي کرد که کاغذ عکاسي را تيره مي کرد و گوشت انسان را مي سوزاند کمي شبيه امواج راديوئي بودند به همين خاطر کوري، راديم را "راديواکتيو" ناميد اما اين امواج ميليون ها برابرِ هر موج راديوئي که قبلاً ديده بوديم، قدرتمند بودند همچنين به نظر مي رسيد که راديم، ذخيره ي انرژيِ بي انتهايي در خود دارد
کوري دريافت که يک گرم راديم تکه اي که خيلي کوچک تر از يک پني (سکه) است انرژيِ بيشتري از 100 تُن ذغال سنگ در خود دارد
با آغاز قرن جديد، جامعه ي فرانسه و مطبوعات شيفته ي راديم شدند و بسيار خوش بينانه مي تون گفت کسي نمي دانست راديواکتيويته چيست همه آن را بي خطر و سالم فرض مي کردند وقتي راديم نخستين بار کشف شد، هر گونه استفاده ي مرموز و عجيبِ تجاري از آن شد اينجا وسايل حمام راديمي هست اين اُدکلن راديمي ست عطر اتمي و کِرِمِ صورت راديمي براي زيباييِ بيشتر همراه با پوستي سالم حتي تيغ صورت تراشي راديمي هم هست دقيقاً نمي دانم چطور کار مي کند آه، روزهاي خوشِ گذشته وقتي جهالت واقعاً سعادت بود آنچه که مردم به جامعه ي علمي تحويل دادند راديواکتيويته هيجان انگيزترين چيزِ ممکن بود نابغه ترين مغزهاي يک نسل را براي مطالعه ي آن تقاضا مي کرد ولي با وجود قيمت سرسام آور راديم که بيش از هزاران پوند براي هر اُونس بود راديواکتيويته نااميد نشد
در سال 1919، بزرگ ترين رازش را فاش کرد رازي که سرانجام ما را به درک عميقي از دنياي اتمي رساند رازي که آرزوي کهنه اي را براي انسان برآورده مي ساخت کيمياگري
کيمياگري، تواناييِ تبديل فلزات کم ارزش به طلا براي اين کار، "سنگِ فيلسوف" لازم بود که تواناييِ جادويي تبديل يک ماده به ماده ي ديگري را داشت که قرن ها بود به صورت عقده شده بود و اين قضيه، داستان هاي شگرف آور جادوگري و ساحري را يادآوري مي کند که هر کس کتاب هاي هري پاتر را خوانده باشد، به خوبي مي داند قدرت و توانايي اي که در انتظار يک استاد کيمياگري بود بسياري از دانشمندان بزرگ را فريفته بود و متفکراني نظير آيزاک نيوتن، رابرت بويل و جان لاک همه سعي کرده بودند، عنصري را به عنصر ديگر تبديل کنند و همه شکست خورده بودند سپس در سال 1919، سرّ کيمياگري رازِ سنگ فيلسوف سرانجام فاش شد نه در غارِ يک جادوگر بلکه در دانشکده ي فيزيک دانشگاه منچستر
نخستين کيمياگر واقعيِ دنيا، ارنست رادرفورد بود يک نيوزيلندي که با صداي بلند صحبت مي کرد رادرفورد بر مطالعه ي راديواکتيويته، مسلّط شده بود وي بينش اعجاب انگيزي داشت و شجاعانه آماده ي نبرد شده بود عقل سليم و کيمياگري از رادرفورد مي خواستند با بصيرتش به اعماق ناشناخته ها راه پيدا کند
اين کشف تقريباً تصادفي بود وقتي شروع شد که يکي از دانشجويان رادرفورد متوجه شد وقتي مواد راديواکتيو مثل راديم را در ظرف سر بسته اي از هواي معمولي قرار دهيم به طرز مرموزي، مقادير اندکي گاز هيدروژن پديدار مي شود
اين اتفاق عجيب بود در واقع در هواي معمولي هيدروژن وجود ندارد ولي در حضور راديواکتيويته، از ناکجا آباد سر در مي آورد اين دقيقاً همان نوع مشکلي بود که رادرفورد در اوج قدرتش به عنوان يک فيزيکدان تجربي عاشقش بود و به دنبال آن مي گشت او شروع به جدا کردن همه ي گازهاي مختلفي کرد که هواي تنفسي ما را تشکيل مي دادند نيتروژن، اکسيژن، بخار آب و کربن دي اکسيد و آزمايش کرد که هر کدام از آنها در حضور راديواکتيويته چگونه رفتار مي کند !و بعد...يافتم
رادرفورد دريافت که در حضور تشعشعات قدرتمندِ راديواکتيو گاز نيتروژن که 80% هواي تنفسي ما را شامل مي شود به دو ماده ي جديد تبديل مي شود گازهاي اکسيژن و هيدروژن پس بنابراين رادرفورد يک عنصر را به دو عنصر ديگر تبديل کرده بود او کيمياگر شده بود و راديم با راديواکتيويته ي قدرتمندش همان سنگ فيلسوف بود
مطبوعات، رادرفورد را اولين کيمياگر لقب دادند ولي در واقع اين حداقل ماجرا بود آنچه کيمياگري به او نشان داد، نه تنها درون اتم بلکه شيء عجيبي بود در مرکز آن قلب تپنده ي کوچک یعنی هسته
براي درک اين دستاورد، رادرفورد و هم عصرانش در کمبريج را به ياد بياوريد که ايده ي سطحي از اينکه اتم چيست، داشتند اما اندازه اش را مي دانستند و به طور سرسام آوري کوچک است:يک ده ميليونومِ ميلي متر. بگذاريد از راه ديگري توضيح دهم، تعداد اتم هاي موجود در يک ليوان آب بيشتر از تعداد ليوان هاييست که اقيانوسهاي زمين را تشکيل ميدهند. و اکنون رادرفورد مي دانست که اتم ساختار دارد که درون اتم، دنيايي زيراتمي وجود دارد. وي اتم را به شکل يک منظومهي شمسي ريز به تصوير کشيد در مرکزِ آن چيزي بود که رادرفورد آن را هسته ناميد الکترون ها مانند سيارات به دورش مي گشتند اما هسته، روي زمين چه چيزي بود؟
رادرفورد متقاعد شده بود که کيمياگري جواب را برايش يافته است براي درک اينکه رادرفورد چگونه جواب را يافت بايد به داخل سرش نفوذ کنيم و همان طور که او فکر کرد، فکر کنيم رادرفورد ادراک شهودي خارق العاده اي داشت همراه با شيوه ي عملي کارآمدي در علم بنابراين از ايده هايي که بر اساس رياضيات پيچيده استوار بود، نفرت داشت وقتي به هسته ي اتمي رسيد، رادرفورد به دنبال ساده ترين ايده اي رفت که کار مي کرد و ايده اين بود که تصور کنيد، هسته از گوي هاي سِفتِ ريزي نظير توپ هاي بيليارد تشکيل شده است
با استفاده از اين تصوير ساده، رادرفورد مي توانست تمام عناصر کائنات را بسازد او مي توانست توضيح دهد که چگونه تنوع گسترده ي اتم هاي مختلف، از همان ترکيبات پايه ساخته شده است پس اينگونه کار مي کند: هيدروژن که ساده ترين عنصر است، فقط از يک گوي تشکيل شده است که رادرفورد آن را "پروتون" ناميد که لغت يوناني اي به معناي اولين است و بقيه ي عناصر با افزودن پروتون هاي بيشتر به هسته ساخته مي شوند به همين سادگي. بنابراين هليوم که دومين عنصر سبک است شامل دو پروتون است ليتيم سه تا دارد کربن که عنصر پايه ي همه ي موجودات زنده ست شش پروتون دارد اکسيژني که تنفس مي کنيم هشت تا دارد و اورانيوم که سنگين ترين عنصر طبيعي ست 92تا پروتون دارد.
اين ايده ي الهام بخش رادرفورد بود که هر عنصري با تعداد پروتون هاي موجود در هسته اش تعريف مي شود ايده ي فوق العاده زيبا و ساده ايست. ايده اي که توضيح مي دهد چگونه جهان بزرگ اطرافمان ساخته شده است اما چنانچه اغلب دانشمندان دريافته اند، طبيعت هرگز آنقدر ساده نيست که در نگاه اول به نظر مي رسد. بلافاصله، مشکل بزرگي براي پروتون رادرفورد به وجود آمد مشکلي که کل پروژه ي اتم را مورد تهديد قرار مي داد و اولين بار توسط يکي از شاگردان رادرفورد شناسايي شد فرانسيس استون
شخصيت جالبي داشت به عنوان يک مرد جوان، وي ماجراجويي هاي خارج از خانه مثل اسکي و موتور سواري را دوست داشت و ظاهراً سال 1909 ساحل موج سواري وايکيکي در هاوايي را کشف کرد اما بزودي فهميد که صداي آزمايشگاه فيزيک، رساتر از صداي امواجِ آب است و هنگامي که در کمبريج بود يکي از قطعه هاي معما را اختراع کرد در اين ساختمان به ظاهر تيره رنگ و ساده منزل گُزيد آزمايشگاه کاونديش
استون قادر بود خطوط جداگانه مربوط به اتم هاي با وزن هاي متفاوت را ببيند تحسين برانگيز بود که درست کمي بعد از جنگ جهاني اول دانشمندان سرانجام قادر بودند اتم ها را وزن کنند حال که به دقت مي توانستند اتم ها را وزن کنند، دريافتند که مشکلي اساسي وجود دارد با مدل هسته ي رادرفورد اساساً اعداد به دست آمده، با هم جور در نمي آمدند اتم هاي همه ي عناصر شناخته شده، به جز هيدروژن بسيار بيشتر از آنچه که بايد، وزن داشتند براي مثال هليوم که دو پروتون دارد بايد دو برابر هيدروژن که فقط يکي دارد، وزن مي داشت ولي در واقع چهار برابر سنگين تر است
رادرفورد دريافت که اين فقط يک معني دارد به جز پروتون، چيز ديگري هم در هسته ي اتم هست، اما چه؟ يافتن پاسخ، 12 سال به طول انجاميد به عنوان رئيس آزمايشگاه معتبر کاونديش در کمبريج رادرفورد تمام قدرتش را معطوف اين پروژه کرد او همه ي دانشجويانش و محققين را دست به سر کرد و فريب داد تا اينکه يک جوان متواضع شمالي به نام جيمز چادويک مدال طلاي فيزيک هسته اي را ربود
آنچه چادويک کشف کرد اين بود که به جز پروتون ذره ي ديگري هم در هسته وجود دارد تقريباً به همان اندازه ي پروتون وزن دارد اما بسيار عجيب تر است زيرا بار الکتريکي ندارد در اصطلاح فني مي گوييم از نظر الکتريکي خنثي ست از اين رو نامش نوترون (خنثي) است و بلافاصله مسئله ي وزن اتم ها را حل کرد پس هليوم، چهار برابر هيدروژن وزن دارد زيرا به همراه دو پروتون، شامل دو نوترون نيز هست و اکسيژن هشت نوترون دارد همراه با هشت پروتون که باعث مي شود 16 برابر هيدروژن سنگين باشد بنابراين در سال 1932، خانواده ي اتمي تکميل شد
دانشمندان اعلام کردند که هر اتمي در کيهان فقط از سه جز اساسي تشکيل شده ست الکترون ها، ذرات کوچکي که به دور هسته مي گردند هسته اي که از پروتون ها و نوترون ها ساخته شده است
کريسمسِ سال 1932، فيزيکدان هاي ديگر در مرکز بزرگ فيزيک اتمي انستيتوي نيلز بور در کپنهاگ، کشف نوترون و تکميل سه گانه ي هسته اي را با نوشتن آهنگي درباره ي آن جشن گرفتند برخي از نام هاي مشهور فيزيک در اين جشن شرکت کردند هيجان آنها عمدتاً به خاطر يک چيز بود آنها مي دانستند که در آستانه ي نوع کاملاً جديدي از علم قرار گرفته اند با قوانين کاملاً جديد آنچه که اکنون آنرا فيزيک هسته اي مي ناميم
اولين چالش فيزيک هسته اي اين بود اگرچه فيزيکدان ها اکنون مي دانستند که هسته ي کوچک از چه ساخته شده است با اين حال نمي توانستند توضيح بدهند که چگونه پايدار مي ماند؟ در واقع بدتر از اين بود قوانين موجود فيزيک پيش بيني مي کردند که هر هسته ي اتمي بايد بلافاصله فروپاشي کند مشکل اساسي اين بود پروتون ها، ذرات کليديِ هسته ي اتمي بار الکتريکي مثبت دارند و اجسام با بار هم نام، همديگر را دفع مي کنند درست مثل آهن رباها، اگر دو پروتون به هم نزديک شوند بايد همديگر را دور برانند اما به طور مرموزي در داخل هسته ي اتمي چنين نمي کنند ده ها پروتون مي توانند در کنار هم قرار بگيرند پس چه چيزي آنها را به هم مي چسباند؟ چه چيزي مانع از اين مي شود که پروتون ها همديگر را دفع کنند؟
جواب اين سؤال خبر بزرگي بود چيزي جز نيروي جديدي از طبيعت در کار نبود قرن ها بود که انسان ها فقط با دو نيروي طبيعت برخورد کرده بودند گرانش که ما را به سمت زمين مي کشد و الکترومغناطيس اما اکنون، چيز کاملاً جديدي درون هسته ي اتمي پنهان شده بود آن را "نيروي هسته اي قوي" ناميدند و ساده ترين راه براي تصور کردنِ آن نوار چسبناک است اگر من نوار چسبناک را به دور اين آهن رباها بپيچم آنها کمي متفاوت رفتار مي کنند ابتدا همديگر را دفع مي کنند درست مثل قبل اما وقتي به اندازه ي کافي به هم نزديک شوند نوار چسبناک وارد عمل مي شود و آنها به هم مي چسبند اين اثر خيلي کوتاه بُرد است اما بسيار بسيار قوي ست و داستانِ پروتون ها نيز دقيقاً همين است نيروي هسته ايِ قوي توضيح مي دهد که چه چيزي هسته را پايدار نگه مي دارد
نيروي هسته ايِ قوي بين تمام پروتون ها و نوترون ها کار مي کند اما آنچه در موردِ آن شگفت انگيز است، قدرتش است بدون شک، قوي ترين نيروي کائنات است بيش از يک تريليون، تريليون، تريليون بار قوي تر از جاذبه اين گونه به آن فکر کنيد اگر زمين به جاي جاذبه، مرا با نيروي هسته ايِ قوي به سمت خود مي کشيد آنگاه من تريليون ها برابرِ الآن وزن داشتم در واقع سنگين تر از کلِ کهکشان مي شدم اما دليلِ اينکه چرا اينقدر وزن ندارم اين است که نيروي هسته ايِ قوي تنها در فاصله اي به اندازه ي يک تريليونوم ميلي متر احساس مي شود
با کشف نيروي هسته ايِ قوي، بشر سرانجام به نگاهي اجمالي دست پيدا کرد از آنچه درون هسته ي اتم مي گذرد به عبارت ساده تر، تمام رفتار هسته به يک تعادل وابسته است تعادل بين نيروي هسته ايِ قوي که پروتون ها و نوترون ها را به هم مي چسباند و بار الکتريکيِ پروتون ها که آنها را از هم مي راند فيزيکدان ها دريافتند که تصور کردنِ هسته به عنوان ميدان نبرد بين دو نيروي بنيادي متفاوت، يکي از کهنه ترين اسرار جهان را حل کرده است
راز اين است سؤالي که از طلوع زمان تا به حال، بشر از خودش پرسيده است خورشيد چگونه مي درخشد؟ نور خورشيد منشأ تمامي انواع حيات بر روي زمين است اما از کجا آمده است؟ پاسخ در نيروهاي درون اتم هايي که بيشترِ جرم خورشيد را تشکيل داده اند، نهفته است هيدروژن داستان از اين قرار است هسته ي يک اتم هيدروژن تنها شامل يک پروتون است و تحتِ فشار و دماي وحشتناکِ کوره ي خورشيد !اين پروتون مي تواند به پروتوني ديگر نزديک شود و بنگ نيروي هسته ايِ قوي وارد عمل شده و آنها را به هم جوش مي دهد در واقع اين فرآينديست که سرانجام به آفرينشِ يک اتم هليوم منجر مي شود و با آزاد شدنِ انرژي به صورت انفجار، با نور و گرما همراه است کمي شبيه بهم کوفتن دو سنج و آزاد سازيِ انفجار صوتي ست هيدروژن به هليوم تبديل مي شود و انرژيِ آزاد شده چيزي ست که ما به صورت تابش خورشيد مي بينيم و حس مي کنيم اين فرآيندِ ترکيب دو هسته ي هيدروژني و آزاد شدن انرژي، با نام "همجوشيِ هسته اي" مشهور شده است
نبردِ بين نيروهاي هسته ايِ قوي و الکترومغناطيس براي حکمراني بر هسته، فراتر از قدرت خورشيد است اين نبرد درون هر چيزي ست اما در اواخر دهه ي 1930 قبل از اينکه مردم اين داستان را بفهمند فيزيک هسته اي چيزي نزديک تر به خانه (زمين) کشف کرد بدون هيچ شکي، اين مسئله تاريخ بشر را بر روي زمين دگرگون کرد و منجر به يکي از تاريک ترين ساعات زندگي ما شد و داستان با مطالعه ي نوترونِ بي ارزش شروع شد در سالهاي پس از کشفِ آن، نوترون به مرکز تحقيقات اتمي تبديل شد در آزمايشگاه هاي سراسر اروپا و دليلِ جذابيتِ آن، اين بود نوترون بمب افکنِ سرّيِ دنياي اتمي ست زيرا بر خلاف ذراتِ ديگر که اتم را تشکيل مي دهند يعني پروتون و الکترون نوترون همان طور که از اسمش پيداست از نظر الکتريکي خنثي ست بنابراين مي تواند بدون شناسايي يا انحراف به درون اتم پرواز کند و با هسته برخورد کند فيزيکدان ها مي دانستند که اين تصادم ها شگفت آورند زيرا از نظر استانداردهاي اتمي نوترون سنگين است بنابراين وقتي با هسته برخورد مي کند، تصادمِ مهيبي روي مي دهد کمي شبيهِ برخورد ماه به زمين است
فيزيکدان ها در دهه ي 1930 مي دانستند که اين قضيه تمام احتمالات جالب توجه را پيش مي کشد چنين برخوردهايي ممکن است قسمتي از هسته را جدا کرده و عناصر جديدي خلق کنند اين مثل جام مقدس است که آنها حتي ممکن است منجر به خلق عناصر راديواکتيو جديدي نظير راديومِ ماري کوري شوند که منبع انرژيِ نامتناهي بود فيزيکدان ها با به وجد آمدن در مورد اين علم جديد در آزمايشگاه هاي سراسر اروپا نوترون را به هر عنصري که مي يافتند، شليک مي کردند در آزمايشگاهي در انستيتوي قيصر ويلهلم در برلين شيمي داني به نام اُتو هان، سرانجام موفق به شليکِ نوترون به سمتِ سنگين ترين عنصرِ جدول تناوبي شد فلزِ اورانيوم. اُتو هان مي خواست از نظر شيميايي عناصر جديدي که از اين واکنش توليد مي شوند را تحليل کند او انتظار داشت که راديومِ ماري کوري به عنوان فرآورده ظاهر شود اما هنگام جداسازي، چيزي از آن نيافت به جاي آن به نظر مي رسيد که آنچه توليد شده عنصر باريم است که خيلي از اورانيوم سبک تر بود چگونه باريم توليد شده است؟
اين معمايي بود که او به آساني نمي توانست توضيحي براي آن بيابد با وجود اين، هان با دقت زياد نتايجش را طبقه بندي کرد هان شيمي دان بود نه فيزيکدان اما حتي با اين حال مي دانست بر اساس تمامي قوانين علم ممکن نيست از اين آزمايش، باريم توليد شود باريم خيلي با اورانيوم تفاوت داشت تنها کسي که به نظر هان، قادر به توضيح اين معما بود همکار سابقش، ليزا مايتنرِ فيزيکدان بود اما چند ماه قبل، او مجبور شده بود از آلمان نازي فرار کند زيرا او يهودي بود بنابراين هان يافته هاي جنجالي اش را براي او فرستاد
ليزا مايتنر همراه با شوهر خواهرش اُتو فريش، در سوئد بسر مي برد که او نيز يک فيزيکدان هسته اي بود وقتي ليزا نامه را از هان دريافت کرد شب کريسمس 1938 آنها براي قدم زدن به جنگل رفتند که در آنجا مفصل و به دقت، نتايج آزمايش هان را مورد بحث قرار دادند آنها دريافتند که هسته ي اورانيوم قسمت کوچکي را از دست نمي دهد بلکه هسته دقيقاً به دو قسمت مساوي شکافته مي شود مايتنر و فريش به طرز باورنکردني اي شوکه شده بودند اين ايده که اورانيوم مي تواند به دو نيم تقسيم شود حتي با کوچک ترين احتمال نيز ممکن به نظر نمي رسيد اما براي آزمايش هان تنها توضيحِ موجود بود
درست پس از آن، مايتنر و فريش متوجه شدند که اين قضيه نتايج متحير کننده و وحشتناکي در پي دارد هسته ي بزرگ اورانيوم به اين خاطر به دو نيم شکافته مي شود که نيروي هسته ايِ قوي نبرد براي پايسته نگه داشتنِ هسته را مي بازد سپس دافعه ي الکتريکي هسته را از هم مي پاشد و ميزان انرژي آزاد شده در مقياسي ست که قبلاً هرگز ديده نشده است انرژي آزاد شده از شکافتِ يک هسته ي اورانيوم براي به حرکت درآوردنِ يک دانه ي شن کافي ست اين ميزان انرژي باورنکردني ست زيرا يک دانه ي شن خود شامل تريليون ها و تريليون ها اتم است شبيه اين است که يک توپ فوتبال را به سمت ماه شوت کنيد و ماه را از مدارش به بيرون پرتاب کنيد
به نظر من، اين آغاز عصر اتم را نويد داد آنچه که فريش و مايتنر کشف کرده بودند، "شکافت هسته اي" بود شکافت هسته اي نخستين بار بود که توسط کسي مطرح مي شد کنترل نيروهاي عظيم درون هسته به صورت مصنوعي اورانيوم تواناييِ دسترسي به مقادير عظيم و گسترده ي انرژي درون هسته را به بشر بخشيد تا آن را به خدمت خود در آورد اين اکتشاف با آغاز جنگ جهاني دوم همزمان شد دانشمندان متفقين تحت رهبري رابرت اوپنهايمر شب و روز کار مي کردند تا بفهمند چگونه مي توان از شکافت هسته اي به عنوان يک سلاح کشتار جمعي استفاده کرد و نتيجه ي نهاييِ اين تحقيقات در سال 1945 آشکار شد بر روي هيروشيما و ناگازاکي بمب اتم همه چيز را تغيير داد هيجان تحقيقات علمي قبل از جنگ و روزهايي که فيزيکدان ها براي اکتشافات شان آهنگ هايي مي سرودند، تمام شده بود
رابرت اوپنهايمر خشمش را در اين جمله خلاصه کرد "فيزيکدان ها گناه را شناختند و اين معرفتي ست که ديگر نمي توانند از دست بدهند" (کنايه از داستان آدم و حوا) طعنه ي زجرآور بمب اتمي با وجود گناه دانشمندان و معرفتي که ديگر از دست دادني نيست اين است که چيز بسيار حائز اهميتي را به دست داد چيزي که در نهايت تمام داستان را برملا مي کند داستانِ تمامي 14 ميليارد سال از عمر کائنات
جنگ باعثِ اختصاص يافتنِ بودجه ي سرسام آورِ دو ميليارد دلاري به تحقيقات هسته اي شده بود مردم اکنون تا حد زيادي در مورد اتم و هسته اش مي دانستند به ويژه دانشمندان اندازه گيري هاي دقيقي در مورد ميزان پايداري يا ناپايداريِ هسته ي اتم هاي مختلف داشتند اين پايداري نتيجه ي مستقيم نبرد بين نيروي هسته ايِ قوي که هسته را پايسته نگه مي دارد و نيروي الکترومغناطيس که آن را از هم مي پاشد، است در برخي از اتم ها، تعادل به نفعِ نيروي هسته ايِ قوي ست که باعث پايداريِ بسيار زياد آنها مي شود اما وقتي نيروي الکترومغناطيس پيشي مي گيرد آنها ذاتاً ناپايدار مي شوند
اواخر دهه ي 1940 دانشمندان شروع به تحقيق درباره ي مفاهيم پايداريِ هسته ايِ اتم هاي مختلف کردند آنها متوجه حقيقتي عجيب در مورد پايداريِ هسته ايِ يک اتم خاص شدند از ميان تمامي 92 عنصر متفاوت از 92 نوع اتم متفاوت که جهان اطراف ما را تشکيل مي دهد گازهايي نظير هيدروژن و اکسيژن جامداتي مثل کربن و سيليکون فلزاتي مانند طلا و نقره يکي خاص است:آهن.
چه چيزي باعث مي شود آهن تا اين اندازه خاص باشد؟ اين ويژگي از ساختار يکتاي هسته اش ناشي مي شود 26پروتون، همراه با نوترون ها به نحو خاصي کنار هم قرار گرفته اند که باعثِ پايداريِ باورنکردنيِ آهن مي شود به دلايلي طبيعت اين عدد را براي تعادل کامل نيروي هسته ايِ قوي و نيروي الکترومغناطيس انتخاب کرده است اين باعث مي شود که آهن پايدارترين عنصرِ کائنات باشد
اکنون مي توانيم درک کنيم که چرا همجوشي اتفاق مي افتد اتم هاي سبک تر براي اينکه بيشتر آهن-مانند شوند مي توانند با هم ترکيب شوند و شکافت برعکسِ اين فرآيند است اتم هاي سنگين تر از آهن مي توانند به تکه هاي سبک تر آهن-مانندي شکافته شوند بنابراين تمام عناصر به دنبال دستيابي به پايداريِ آهن هستند و اين حقيقت تمام تاريخ کيهان را رقم مي زند
بهترين راه براي درک اين مطلب، تصور پايداريِ نسبيِ اتم ها به صورت دو نمودار است نمودارها چنين نشان مي دهند سبک ترين عناصر يعني هيدروژن و هليوم به آن اندازه که بايد پايدار نيستند آنها مايل اند چيز ديگري باشند چيزي پايدارتر به طور مشابه، سنگين ترين عناصر يعني اورانيوم و پولونيوم ذاتاً ناپايدارند در واقع آنها آنقدر ناپايدارند که به صورت طبيعي از طريق راديواکتيويته به تکه هايي تقسيم مي شوند و اينجا در وسط پايدارترين اتم ها جاي دارند نيکل، کبالت و آهن هرچه دورتر بهتر
نکته ي متحيرکننده اينجاست اين نمودار پايداري هسته اي به طرز مرموزي مشابه است با يک نمودار متفاوت اما اين شباهتي بود که هرگز کسي به آن شک نکرده بود چرا که اطلاعات اين يکي نمودار از هسته ي ريز بدست نيامده بود بلکه از جايي بسيار متفاوت تر از آنچه فکرش را بکنيد:گستره ي عظيم فضا.
اين نمودار متعلق به ستاره شناساني است که نور درخشان ستاره ها را مطالعه مي کنند و نشان دهنده ي فراوانيِ انواع مختلف اتم ها در کائنات است اتمي که بسيار فراوان تر از بقيه است، هيدروژن است نزديک به آن هليوم است اما بقيه چندان فراوان نيستند اکنون به اين دقت کنيد که به راستي اهميت کيهاني دارد هر دو نمودار، هم نمودار پايداري و هم نمودار فراواني همان قله ي عجيب اما بسيار جالب توجه را درست در همان جا نشان مي دهند نخستين دانشمنداني که متوجه اين مطلب شدند شگفت زده شدند يک نمودار از هسته ي ريز و ديگري از گستردگي فضا به همان اتم جادويي اشاره مي کنند همان اتمي که کليد گشودن اسرار کائنات را در خود نهفته دارد آهن، همان اتمي که کليد درک هسته ي اتمي ست
در واقع يکي از فراوان ترين اتم هاي کائنات است به طرز شگفت انگيزي ويژگي هاي هسته اش ما را مستقيماً به ميزان فراواني اش هدايت مي کند و اين تنها در مورد آهن نيست راديوم که بسيار ناپايدار است به طور باورنکردني اي کمياب است آلومينيوم که نسبتاً پايدار است، نسبتاً فراوان هم هست اين الگويي ست که در تمام فهرست عناصر مشاهده مي شود رد پاي هسته هاي آنها در آسمان بالاي سرمان باقي مانده است و پرده برداشتن از مفهومِ اين رابطه بزرگ ترين نابغه هاي يک نسل را مي طلبد اولين آنها يک ياغي و سرکش به نام فرد هويل است
او عاشق قدم زدن بر روي پستي ها و بلندي هاي زادگاهش يورک شاير بود هويل هميشه با خودش صحبت مي کرد حتي اگر اين باعث ايجاد تعارض بين او و دوستانش مي شد او تبديل به يک مرتد علمي شد وي بيش از هر دانشمند ديگري به کاوش اين رابطه ي عجيب پرداخت رابطه ي بين علم اتم و علم کيهان شناسي
هويل دريافت که نمودارها بر اين دلالت دارند که تصوير اصلي کائنات سرانجام تغيير مي کند همه چيز در کائنات در حال دگرگوني ست اتم ها سعي در بدست آوردن يا از دست دادن پروتون ها دارند تا پايدارتر شوند سؤالي که هويل و همکارانش مطرح کردند اين بود که در کجاي کيهان اين همه دگرگونيِ اتمي و اين همه کيمياگري روي مي دهد؟ هويل مي دانست که در ستاره هايي مانند خورشيد ما هيدروژن طيِ فرآيندي به نام همجوشي هسته اي به هليوم تبديل مي شود اما آيا همجوشي هسته اي راهي براي توليد همه ي اتم هاي ديگر موجود در کائنات است؟
بينش عميق فرد هويل اين بود که به دقت بررسي کند چگونه سنگين ترين عناصر از طريق همجوشي هسته اي توليد مي شوند؟ هويل به اين نتيجه رسيد که اين فرآيند تنها مي تواند در فشارهاي غيرقابل تصور و دماهاي چندين ميليون درجه ي سانتي گراد روي دهد در جهان ما تنها جايي وجود دارد که اين شرايط را داراست در ستارگان
مشکلِ فرد هويل با جزئيات بود توضيحِ اين که همجوشي چگونه اتم هاي سنگين تر از هليوم را خلق مي کند، فريبنده و پيچيده است چون هويل بايد به دقت توضيح مي داد چطور در گرماي وحشتناک درون ستاره ها اتم هاي سبک به هم جوش مي خورند تا تبديل به اتم هاي سنگين تر شوند؟ در دهه ي 1940 هويل متوجه شد که خورشيد ما، براي همجوشيِ اتم هايي نظير اکسيژن، کربن و نيتروژن به اندازه ي کافي داغ است اما اتم هاي سنگين تر مثل مس، روي يا آهن چه؟ محاسبات وي نشان داد که آنها مي توانند درون ستاره ها توليد شوند اما اين ستاره ها بايد بسيار داغ تر از خورشيد ما باشند و او دقيقاً مي دانست کجا به دنبال آنها بگردد
اين ستاره هاي عظيم متورم که به پايان زندگي شان نزديک هستند، "غول سرخ" ناميده مي شوند ستاره شناسان کشف کرده بودند که صدها ميليون از اين هيولاها در کائنات وجود دارند فرد هويل دريافت که آنها به اندازه ي کافي داغ هستند تا اتم هاي سنگين تر را به هم جوش دهند اما هنوز مشکلي وجود داشت حتي غول هاي سرخ نيز به اندازه ي کافي داغ نبودند تا سنگين ترها را توليد کنند اتم هايي مانند طلا و اورانيوم توليد اين اتم هاي سنگين تر از آهن به اين معناست که آنها را مجبور به همجوشي کنيم که رفته رفته بيشتر ناپايدار مي شوند اين کار نياز به دماها و فشارهاي غير قابل تصوري دارد تنها اميد او اين بود که جايي در وسعت فضا چيزهاي آنقدر بزرگ و داغي وجود داشته باشند که خورشيد ما در برابر آنها همچون شمع کيک تولد به نظر برسد
و نزديک به پايان جنگ جهاني دوم در طول يک سفر تحقيقاتي به کاليفرنياي جنوبي، فرد هويل آنها را پيدا کرد اين تلسکوپ 100 اينچي در رصدخانه ي کوهستان ويلسون بيرون از لس آنجلس واقع است وقتي در سال 1917 ساخته شد، بدون شک بزرگ ترين تلسکوپ جهان بود و هنگامي که (هويل) اينجا بود با ستاره شناس بزرگ والتر باده کسي که درباره ي "ابرنواختر" به او گفت، ملاقات کرد اين نامِ فرآينديست که در آن ستاره هاي عظيم منفجر مي شوند با چنان انرژي و درخشش سرسام آوري که هويل سرانجام دريافت که شرايط وحشتناک لازم براي توليد همه ي عناصر سنگين همين جاست
آنچه باده به آن اشاره مي کرد در واقع انفجاري در مقياس کيهاني بود وقتي ستاره هاي بزرگتر تمام هيدروژن شان را به هليوم تبديل مي کنند به پايان زندگي شان نزديک مي شوند و زير فشار گرانشيِ خودشان فرو ميريزند و سپس منفجر مي شوند با اطمينان قلبي، هويل و همکارش ويليام فاولر دريافتند که ابرنواختر، داغ ترين نقطه ي کيهان است آنقدر داغ است که حتي براي همجوشيِ سنگين ترين اتم ها کافي ست
هويل و فاولر کوره هايي را يافته بودند که در آنها همه چيز ساخته شده است. کشفِ اينکه چگونه اتم ها درون ستاره ها ساخته شده اند مسلماً يکي از بزرگ ترين دستاوردهاي بشر است. به استثناي يک مشکل بزرگ مشکلي که هويل هرگز نتوانست با آن کنار بيايد و آن اين بود که همجوشي هسته ايِ ستاره اي توضيح مي دهد که چگونه تمام عناصر کائنات توليد شده اند به غير از دو تا دو تا از مهم ترينِ آنها ساده ترين عناصر هيدروژن و هليوم
در دهه ي 1940 با استفاده از تجهيزات بسيار دقيق دانشمندان متوجه شدند که در واقع يک چهارم خورشيد هليوم است که بسيار بيشتر از آن چيزي بود که فکر مي کردند آنها دريافتند که توليدِ اين مقدار هليوم از طريق همجوشي بدين معناست که خورشيد بايد ميلياردها درجه حرارت داشته باشد اما حقيقت اين بود که خورشيد تنها 15 ميليون درجه حرارت دارد خورشيد هرگز به اين اندازه داغ نبود که اين همه هليوم را توليد کرده باشد در واقع معلوم شده که در يک متر مکعب خورشيد گرماي کمتري از بدن يک انسان توليد مي کند بنابراين من گرماي بيشتري از يک تکه خورشيد به اندازه ي خودم توليد مي کنم اين به آن معناست که خورشيد به اندازه ي کافي داغ نيست تا اين همه هليومي را که دارد، توليد کرده باشد اگر تمام اين هليوم در خورشيد توليد نشده است، پس از کجا آمده است؟ و حتي سؤالي سخت تر مطرح است که هويل از پاسخ به آن امتناع مي کرد
اگر تمام اتم هاي کائنات از هيدروژن ناشي شده اند اين يکي (هيدروژن) از کجا آمده است؟ اين همه هيدروژن و هليوم نياز به يک توضيح داشت اين مشکل منجر به يکي از بزرگ ترين نبردهاي علميِ پس از جنگ (جهاني دوم) شد چرا که خود منجر به سؤالي بسيار مهم تر شد در واقع پرسش نهايي آيا کائنات در يک لحظه خلق شده يا هميشه وجود داشته است؟(آیا بیگبنگ رخ داده یا اینکه جهان پایدار(ازلی) بوده)
تقريباً تمام فيزيکدان هاي پس از جنگ به درون اين منازعه کشيده شدند اما دو نفر در مرکز آن قرار داشتند يکي از آن دو، فرد هويل بود ديگري يک اوکراينيِ عجيب به نام جرج گاموف بود
6.4فوت بلند، يک بذله گوي به تمام معنا و فراري از روسيه ي استالين:فيزيکدانِ ديگري در مورد گاموف گفته است "حتي وقتي اشتباه مي کند، باز هم آدم جالبي ست" هر دو زندگي شان را در گروِ اين نبرد بزرگ فيزيک مي گذارند داستان خيلي ساده شروع مي شود. گاموف به تازگي به عنوان پروفسور در دانشگاه جرج واشينگتون پذيرفته شده است و تصور مي کند که معماي هيدروژن و هليوم، ارزشِ تحقيق را دارد. گاموف مشغولِ کار روي اين معما شد که چرا اين همه گاز هليوم درون خورشيد است؟ بيشتر از آنچه که از همجوشيِ هيدروژن توليد شده است. گاموف با اين ايده ي به نظر ديوانه وار به ميدان آمد که شايد بيشترِ اين هليوم قبل از آنکه خورشيد حتي شکل بگيرد، وجود داشته است اين لحظه ايست که جنجال به پا مي شود و ناچار ما را به سوي خلقت مي برد
اگر گاموف بخواهد ثابت کند که هليوم، قبل از اينکه خورشيد و ستارگان شکل بگيرند در کيهان وجود داشته بايد جاي ديگري را بيابد که قادر به توليد هليوم باشد گاموف مي دانست اين فرآيند هر کجا که روي داده باشد بايد به طور سرسام آوري داغ بوده باشد. حرارتي معادل ميلياردها درجه ي سانتي گراد ميليون ها برابر داغ تر از خورشيد در اين دما، ماده به صورتي که مي شناسيم از هم گسيخته مي شود هسته هاي هيدروژن ديوانه وار حرکت مي کنند، به طور مداوم با هم برخورد کرده و به ميزان حيرت آوري هليوم توليد مي کنند اما کدام رويداد کيهاني قادر است به چنين حرارت وحشتناکي دست يازد؟ براي توضيحِ اين، وي از يک تئوري نظري استفاده کرد که از زمانِ خودش پيشي مي گرفت و پيشنهاد مي کرد که تمام کائنات در يک انفجار مهيب، ميلياردها سال پيش به وجود آمده است نظريه اي که امروزه آن را "بيگ بنگ" مي ناميم
چندين دهه بود که ستاره شناسان مي دانستند کهکشان ها با سرعت هايي خارق العاده از هم دور مي شوند کائنات دارد بزرگ تر مي شود اين بدان معناست که در گذشته، کائنات بايد بسيار کوچک تر بوده باشد و در گذشته ي خيلي دور، تمامِ هستي بايد در يک نقطه ي بي نهايت ريز متمرکز بوده باشد و مفهومِ اين، وجود يک لحظه ي آفرينش است لحظه اي که در آن، تمام ماده و حتي فضا و زمان به وجود آمده اند
در سال 1945 اين ايده اکثر دانشمندان را آزار مي داد !اما گاموف را نه. او چنين فرض کرد که ممکن است اين ايده معماي هليوم اضافي در خورشيد و ستارگان را حل کند گاموف متوجه شد که اگر تمام کيهان در يک نقطه ي ريز متمرکز شده باشد آن نقطه بسيار داغ بوده است در چند دقيقه ي اولِ پس از خلقت، کائنات به اندازه ي کافي براي هسته هاي هيدروژن داغ بوده است تا به هم بپيوندند و تمام هليوم اضافي در خورشيد و ستارگان را توليد کنند پس از اين چند دقيقه، کائنات گسترش پيدا کرده و بسيار سرد شده است اما تمام آنچه گاموف احتياج داشت همين چند دقيقه بود در اين مدت، تمام هيدروژن و تقريباً تمام هليومِ موجود، توليد شدند اين دو حدود 98 درصد از اتم هاي کائنات را امروزه شامل مي شوند :يا آنگونه که گاموف مي گويد کائناتِ ما، در مدت زماني کمتر از آنچه براي پختن يک بشقاب اردک و سيب زمينيِ سرخ شده لازم است، پخته شد اما با اين استدلالِ فوق العاده جنجالي که بيگ بنگ بيشتر هيدروژن و هليوم موجود در کائنات را خلق کرده است
گاموف انديشه ي آفرينش را شعله ور کرد فرد هويل به زودي بزرگ ترين منتقد گاموف شد فرد هويل با تمام وجود از نظريه ي بيگ بنگ متنفر بود به عنوان يک ملحدِ متعهد، به اين نظريه اعتراض داشت زيرا لحظه ي آفرينش، وجود يک خالق الهي را براي او تداعي مي کرد(البته در واقع بیگبنگ به این اشاره نمیکند) گاموف در جواب مي گفت بدون بيگ بنگ هويل نمي تواند به درستي توضيح دهد که چرا اين همه هيدروژن و هليوم در کائنات وجود دارد؟ هر دو نفر طرفداراني داشتند و مجادله بين اين دو گروه کاملاً واضح و شخصي شده بود هويل از نظر طرفداران بيگ بنگ انساني محافظه کار و کهنه پرست پنداشته مي شد و گاموف از جانب هواداران هويل به عنوان يک خداپرستِ مخفي محکوم شده بود مجادله در کنفرانس هاي علمي و مطبوعات عمومي شدت گرفت به طرز مرموزي هر دو طرف ادعاي پيروزي داشتند
اما هر دو فاقد مدرک کشنده اي بودند که قاطعانه، نبرد را به پايان برساند به نظر مي رسيد اين منازعه حل نشده باقي مي ماند سپس در جنوب نيويورک، نزديکِ جاده هاي فرعي نيوجرزي يک آهن پاره ي نامربوط، به يکي از مهم ترين اکتشافات قرن دست يافت و منازعه را يک بار براي هميشه خاتمه داد اين دستگاه غول پيکر زنگ زده آنتن شيپوري شکل آزمايشگاه بل در نيوجرزي ست در واقع يک راديو تلسکوپ است اما به جاي اينکه شبيه ديش هاي ماهواره ايِ سنتي باشد داراي اين ساختار شيپوري شکل عظيم است که مي تواند بچرخد به آسمان رو کند و سيگنال هاي راديويي را از فضا دريافت کند کمي شبيه يک سمعک غول پيکر است اما مي تواند سيگنال هاي بسيار بسيار ضعيف را با دقت فوق العاده اي دريافت کند در حقيقت براي تحقيق در مورد ارتباطات ماهواره اي ساخته شده بود
اما به جاي آن در اواسط دهه ي 1960 براي يکي از مهم ترين اکتشافات تاريخ علم، به کار گرفته شد دو محقق به نام هاي آرنو پنزياس و رابرت ويلسون در سال 1963 مجبور بودند اين آنتن از آزمايشگاه هاي بل را به قصد انجام تحقيق در مورد هاله ي کم نور هيدروژن در اطراف کهکشان راه شيري به کار بگيرند قبل از اينکه پنزياس و ويلسون آزمايش شان را شروع کنند بايد از شرّ اختلالات آنتن خلاص مي شدند اين اختلالات شبيه صداي خش خش بين دو ايستگاه راديويي ست آنها بهترين بخش سال را صرف چک کردن تجهيزات و دستگاه هاي الکترونيک کردند آنها حتي چهار دست و پا وارد ديش شدند تا آنچه را که "ماده ي عايق سفيد" مي ناميدند را تميز کنند که در واقع فضولات کبوتر بود اما حتي با وجود اينها، هنوز هم صداي خش خش مزمني بود که نمي توانستند از شرش خلاص شوند و اين صدا در تمام جهاتي که آنتن را به سويش نشانه مي رفتند، بود تنها يک توضيحِ قابل قبول وجود داشت اين صدا، صداي تشعشع بود پس تابِ بيگ بنگِ
گاموف سرانجام اين همان دليلي بود که ثابت مي کرد حق با گاموف است بيگ بنگ بايد اتفاق افتاده باشد بلافاصله پس از آنکه کائنات خلق شده بود حدود 300 هزار سال پس از بيگ بنگ، کيهان گسترش يافته و به اندازه ي کافي سرد شده است تا اتم هاي سبک ترين عناصر شکل بگيرند و تمام کائنات، لبريز از نور شده است جرج گاموف قبلاً پيش بيني کرده بود که اين پس تابِ آفرينش بايد امروزه به شکل تشعشعات ضعيف مايکروويو باشد در حقيقت شما مي توانيد اين تشعشع را به عنوان کسر کوچکي از خش خش، بين کانال هاي راديو يا تلويزيون تان بشنويد
کشفِ اين تشعشعات پس زمينه ي کيهاني توسط پنزياس و ويلسون ثابت کرد که تئوري بيگ بنگِ گاموف درست است و حق با او بود در مورد چگونگيِ تشکيل هيدروژن و هليوم در کائنات اوليه بنابراين اين تئوري همراه با تئوري هاي هويل و فاولر درباره ي اينکه چگونه اتم هاي عناصر سنگين تر در درون ستارگان توليد شدند، تصوير کامل را به ما ارائه کردند سرانجام دريافتيم چگونه اتمِ هاي تمامي عناصر در کائنات شکل گرفته اند در کمتر از 100 سال، علم معجزه کرده است در واقع علم توضيح داده بود ما از کجا آمده ايم و اکنون قادر بود تمامِ 14 ميليارد سال عمر کيهان را شرح دهد در آغاز بيگ بنگ بود انفجاري با قدرت غير قابل تصور در ده دقيقه ي آغازين در گرماي وحشتناک تنها هسته ي دو نوع اتم به وجود آمد هيدروژن و هليوم در 300 هزار سالِ بعد کائنات گسترش يافت در اين زمان، فصل کيهانيِ ديگري آغاز شد اتم هاي منفرد از هم جدا شدند و از خود نور ساطع کردند
پنزياس و ويلسون آثارِ همين نور را با آنتن شيپور مانندشان ثبت کردند ميليون ها سال پس از اين، ابرهاي عظيمِ هيدروژن، اولين ستاره ها را پديد آوردند در اينجا آنها شروع به همجوشي، تابش نور و سرانجام توليد تمام انواع اتم هاي باقيمانده کردند که امروزه در کائنات وجود دارند زمينِ ما و هرآنچه در آن است، حتي بدن ما انسان ها خيلي وقت پيش در کوره هاي فضايي به وجود آمده است براي مثال تقريباً سه چهارمِ بدن من، آب است که مي دانيم از اتم هاي اکسيژن و هيدروژن تشکيل شده است اکنون مي دانيم که هيدروژن 13 ميليارد سال قبل شکل گرفته است کمي بعد از خودِ بيگ بنگ در حالي که اکسيژن بايد منتظر مي ماند تا درون ستاره هايي مانند خورشيد ما توليد شود همين داستان در مورد ديگر عنصر مهم بدن من يعني کربن نيز صادق است
عنصري که تمام اشکال حيات روي زمين بر پايه ي آن استوارند اما بدن من شامل عناصر ديگري با مقادير کمتر نيز هست مثل آهن اين عنصر درون خاکستر عظيم ستاره هاي غول پيکري که به پايانِ زندگي شان نزديک مي شوند، ساخته شده است عناصر کميابي نظير روي نيز هستند تنها دو گرم روي در بدن من وجود دارد اما اين عنصر بايد در جريانِ يک ابرنواختر ساخته شود انفجار ستاره اي عظيم با خشونتي در مقياس کيهاني که در طول آن، اتم هاي سبک تر براي توليد عناصر سنگين تر به هم مي آميزند اين قضيه در مورد تمام عناصري که به صورت طبيعي وجود دارند، برقرار است همه ي آنها در ديگ هاي کيهاني پخته شده اند به بيان رومانتيک مي توانيد بگوييد همه ي ما از گرد و غبار ستاره اي تشکيل شده ايم اما حقيقت اين است که ما صرفاً زباله هاي هسته اي هستيم
