اتفاقات بعد از مهبانگ

بعد از مهبانگ و گذر از مرحله تورم، که در یادداشت قبلی از آن سخن گفتم، دنیا داغ شده. یک سوپ داغ داشتیم از ذرات بنیادی. همان طوری که می دانید ذرات بنیادی ذراتی هستند که اجزای تشکیل دهنده ندارند . در واقع باقی عالم از این ذرات ساخته می شوند.

هرگاه دمای محیطی از انرژی بستگی چند ذره با هم بیشتر باشد این ذرات از هم جدا می شوند. فرض کنید در حیاط مدرسه ای شلوغ (مثل مدرسه ی دوره راهنمایی ما) چند نفر دوست دست هم را گرفته اند. از آن طرف بچه های شیطان این طرف و آن طرف می دوند و ورجه وورجه می کنند و به این دوستان تنه می زنند. اگر این دوستان دست هم را محکم گرفته باشندآن تنه زدن ها آنها را از هم جدا نمی کند والا تنه زدن ها آنها را از هم جدا می کند و هر کدام در حیاط مدرسه به گوشه ای پرتاب می شوند و دوست خود را گم می کنند (باور کنید حیاط مدرسه ی راهنمایی ما موقع زنگ خوردن همین جوری می شد!) در محیط دنیای اولیه نیز چنین اتفاقی می افتد. چون دما بالاست تنه ها یی که ذرات محیط به هم می زنند اجازه نمی دهد که bound state تشکیل شود. درنتیجه سوپ داغ پس از تورم، از ذرات بنیادی تشکیل شده نه از ترکیبات آنها. رفته رفته که دما پایین می آید ترکیبات تشکیل می شوند. ابتدا کوارک ها با هم پروتون و دیگر هادرون ها را تشکیل می دهند . بعد از حدود یک ثانیه، دما (یا دقیق تر بگویم دما ضرب در ثابت بولتزمن) به انرژی بستگی هسته ها می رسد و هسته ها شروع به تشکیل شدن می کنند. این که چه در صدی از هسته های مختلف تشکیل می شود بستگی به مدل دارد. مشاهده این درصد ها پیش بینی مدل مهبانگ را برای تشکیل هسته ها که اصطلاحا به آن big bang nucleosynthesis گفته می شود تایید می کند. به علاوه روی چند تا از پارامتر های مجهول مدل حد می گذارد یا مقادیر آنها را مشخص می کند.

به قول استاد سابقم مازیرو: "این است پیوند مبارک کیهانشناسی و فیزیک ذرات." ثمر این عروسی big bang nucleosynthesisاست! البته بین عروس و داماد گاهی اختلاف هم پیش می آید که البته "نمک" زندگی است. (مازیرو گفت "فلفل" زندگی است. ظاهرا ایتالیایی ها به جای "نمک زندگی" می گن "فلفل زندگی". انصافا تعبیر آنها جالب تر و دقیق تر از مال ماست.) حالا این اختلاف چیه؟ اختلاف برسر در صد لیتیومه که در یادداشت بعدی شرح می دم.

بعد از این مرحله دما باز هم پایین تر می آد و حدود صد هزار سال بعد از مهبانگ، الکترون ها و هسته ها با همدیگه اتم تشکیل می دهندو....