كل شيء في الأرض والكون مكوّن من الذرات، ولكن هل تساءلت يوما عن مصدر هذه الذرات؟ الذرات هي اللبنات الأساسية التي تتكون منها كل المواد المادية، وفهم كيفية نشأتها يشكل مفتاحا لفهم تكوين الكون نفسه.
- ما هي الذرة؟
الذرة تتكون من نواة ثقيلة في مركزها، تحتوي على بروتونات ونيوترونات، تحيط بها إلكترونات أخف وزنًا تدور حول النواة. تحمل الإلكترونات شحنة سالبة، البروتونات شحنة موجبة، أما النيوترونات فهي متعادلة الشحنة. عدد البروتونات يحدد نوع العنصر، وعدد الإلكترونات يساوي عدد البروتونات في الذرة المتعادلة كهربائيا.
- متى وأين تكونت أول الذرات؟
تشكلت معظم ذرات الهيدروجين والهيليوم في الكون بعد حوالي 400 ألف سنة من الانفجار العظيم، الحدث الذي يُعتقد أنه بداية الكون منذ نحو 14 مليار سنة. في تلك الفترة، كان الكون أصغر وأشد حرارة، مما منع الإلكترونات من الاستقرار في مدارات حول النوى. وعندما برد الكون حتى وصل إلى درجة حرارة حوالي 2760 درجة مئوية، سمح ذلك بتكوين الذرات الأولى.
أما النوى الأثقل مثل الهيليوم والديوتيريوم (شكل أثقل من الهيدروجين)، فقد تشكلت خلال الدقائق الأولى بعد الانفجار العظيم في درجات حرارة تتجاوز مليار درجة مئوية، حيث حدثت تصادمات عالية الطاقة بين البروتونات والنيوترونات لتكوين هذه النوى.
- كيف تتكون الذرات الأثقل؟
الذرات التي تحتوي على عدد أكبر من البروتونات والنيوترونات، مثل الكربون والأكسجين، تتكون في النجوم. النجوم هي مصانع ضخمة للطاقة والذرات، حيث تنتج عمليات الاندماج النووي الطاقة والذرات الأثقل.
تتحد البروتونات والنيوترونات معًا في تفاعلات نووية تسمى الاندماج النووي، تتغلب على القوة الكهربائية التنافرية بين البروتونات بفضل قوة نووية قوية تُسمى "القوة النووية الشديدة". في النجوم الضخمة التي تتجاوز كتلة الشمس، ترتفع درجات الحرارة إلى أكثر من 556 مليون درجة مئوية، ما يسمح بتكوين العناصر من الكربون وحتى الحديد. 
- تشكيل العناصر الأثقل من الحديد: دور المستعرات العظمى والنجوم النيوترونية
العناصر الأثقل من الحديد، مثل الذهب والبلاتين، لا تتكون بسهولة داخل النجوم العادية بسبب الحاجة لطاقة أعلى لتكوينها. هذه العناصر تتكون خلال الأحداث الكونية العنيفة، مثل انفجارات المستعرات العظمى التي تحدث عندما تنهار النجوم العملاقة بعد نفاد وقودها، وتطلق كميات هائلة من الطاقة والعناصر الثقيلة في الفضاء.
أيضا، تصادم النجوم النيوترونية يُعتبر مصدرا آخر لتكوين هذه العناصر، حيث تطلق طاقات هائلة وعناصر ثقيلة في الفضاء أثناء اندماجها، وهي عمليات لا زالت تخضع للدراسة المكثفة.
- رحلة التعرف على تكوين الذرات والكون
فهم كيفية تكوين الذرات يتطلب معرفة متقدمة في الفيزياء النووية والذرية وعلم الكونيات، لكنه يكشف لنا قصة مذهلة عن أصل كل شيء حولنا، ومع استمرار الأبحاث العلمية، يكتشف العلماء المزيد عن المواد الغامضة في الكون مثل المادة المظلمة، التي قد لا تتكون من ذرات عادية على الإطلاق.