Życie na Ziemi rozpoczęło się około 3,5 miliarda lat temu. Od tego czasu ewoluuje w coraz bardziej złożone formy. Około 70-130 000 lat temu powstało my, Home Sapiens, a kiedy nasze mózgi ewoluowały, zaczęliśmy myśleć i wędrować po wszechświecie. Patrzyliśmy na obiekty wokół nas i pytaliśmy, czym są te obiekty? Jak się uformowali? I tak dalej. Najbardziej ekscytująca część naszego dążenia do zrozumienia wszechświata rozpoczęła się, kiedy zaczęliśmy badać budulec wszechświata.

Czym dokładnie są budulce wszechświata? Około 400 mld .C, Democritus, grecki filozof, wprowadził atom jako budulec wszechświata. Według jego teorii, materia składa się z maleńkich niepodzielnych cząstek, które nazwał atomami.

W 1803 roku nauczyciel angielskiego, John Dalton, zaproponował nowoczesną teorię atomu opartą na dwóch założeniach. Po pierwsze, materia składa się z atomów, które są niepodzielne cząstki. Po drugie, wszystkie atomy tego samego elementu mają taką samą masę i właściwości. Jako niepodzielne budulce wszechświata, idea atomów zdominowała umysły wielkich myślicieli aż do 1897 roku, kiedy to J.J. Thomson odkrył elektrony. Kiedy J.J. Thomson eksperymentował z lampą katodową, odkrył, że atom składa się z ujemnie naładowanych cząstek. Nazwał je promieniami katodowymi, ponieważ wydawały się pochodzić z katody. Dziś znamy te cząstki jako elektrony. To był dopiero początek nowej historii w historii ludzkości dążenie do zrozumienia wszechświata.

W 1911 roku Earnest Rutherford bombardował cząstki alfa na 0,00004cm myśleć złota blacha. Te cząstki alfa zostały wyemitowane z radioaktywnego radu. Po przejściu przez złotą blachę cząstki te trafiły na ekran siarczanu cynku. Licząc liczbę iskier na ekranie siarczanu cynku, Rutherford doszedł do wniosku, że prawie cała materia atomu była skoncentrowana w maleńkiej objętości znajdującej się w centrum atomu i jest jądrem atomu. Jądro zawiera większość materii atomu i jest dodatnio naładowane.

Później w 1932 roku Sir James Chadwick odkrył neutrony. Teraz obraz atomu był jasny. Atom składa się z jądra, które dalej składa się z dodatnio naładowanych protonów i neutronów obojętnych elektrycznie oraz ujemnie naładowanych elektronów, które obracają się wokół jądra. W naszych szkołach uczono nas, że wszystko składa się z materii, a materia składa się z atomów, które można dalej podzielić na protony, neutrony i elektrony, i są one budulcem wszechświata. Ale historia nie skończyła się tutaj.

W 1964 roku dwóch fizyków, Murray Gell Mann i George Zweig, niezależnie zaproponowało cząstki subatomowe znane jako kwarki, aby wyjaśnić zachowanie cząstek odkrytych przez wysokoenergetyczne kolizje atomowe. W 1968 roku naukowcy pracujący w Stanford Linear Accelerator Center znaleźli dowody na istnienie tych cząstek. Teraz wiemy, że te protony i neutrony są wykonane z kwarków.

W tej chwili wiemy o sześciu typach kwarków: kwarki w górę, kwarki w dół, kwarki górne, kwarki dolne, kwarki Charm i Kwarki Strange' a. Kiedy te różne odmiany kwarków łączą się, otrzymujemy protony i neutrony. Proton składa się z trzech kwarków, dwóch kwarków Up i jednego w dół kwarku.
Z drugiej strony, neutron składa się z dwóch w dół i jednego kwarku Up. Kwarki i leptony, czyli elektrony, są budulcem wszechświata.

Obraz wszechświata może teraz wydawać się jasny, ponieważ odkryliśmy podstawowe budulce wszechświata. Te kwarki i elektrony są obecnie uważane za niepodzielne cząstki. Czy historia się tu kończy? Wróćmy do roku 1928. Kiedy Neil Bohr i inni założyciele mechaniki kwantowej byli zajęci sprawą materii, Paul Dirac próbował ujednolicić mechanikę kwantową, która zajmuje się światem subatomowym, ze specjalną teorią względności Einsteina, która zajmuje się obiektami poruszającymi się z prędkością światła.

Po wykonaniu złożonych obliczeń matematycznych opracował równanie. To równanie jest obecnie znane jako równanie Diraca. To równanie było w stanie wyjaśnić rzeczy, które są bardzo małe i poruszają się bardzo szybko. Na początku Dirac nie docenił tego i uznał to za błąd matematyczny. Ale później zdał sobie sprawę, że jego równanie przewiduje coś zupełnie nowego w nauce, a to jest Antycząsteczki. Równanie Diraca przewidywało cząstkę, której masa i właściwości były takie same jak elektron, ale miały ładunek dodatni. Później Dirac zdał sobie sprawę i zaproponował istnienie Anti-matter. Cząstki anty-materii są takie same jak cząstki materii, ale z przeciwległym ładunkiem.

W 1932 roku Carl Anderson, młody profesor w California Institute of Technology, badający kosmiczne prysznice w komnatach chmurowych. Komora chmury została wykorzystana do wykrywania cząstek, zaprojektowanych do wizualizacji przejścia promieniowania jonizującego. Składał się z zamkniętego środowiska zawierającego przesycone opary wody lub alkoholu. Naładowane energetycznie cząstki oddziałują z chmurą, odrzucając elektron podczas kolizji, co skutkuje śladami. Anderson zastosował również pole magnetyczne do systemu, powodując, że cząstki zakrzywają się zgodnie z ich stosunkiem masy do naładowania. Korzystając z tej techniki, mógł badać różne cząstki i zachowanie. Normalne oko trudno jest obserwować to, co się tutaj dzieje, ale zauważył, że wszystkie cząstki spadły na odrębne ścieżki, które można ocenić matematycznie w ich trajektorii. Jednak na tym zdjęciu dziwna cząstka zdołała poruszać się w kierunku przeciwnym do pola magnetycznego i zaobserwował ścieżkę pozostawioną przez coś pozytywnie naładowanego taką samą masą i prędkością jak elektron. Tak, po raz pierwszy odkryto antycząsteczkę elektronu. Nazwali go Positron. Odkrycie to potwierdziło założenie Paula Diraca. W 1933 roku Paul Dirac otrzymał Nagrodę Nobla w dziedzinie fizyki za swoje osiągnięcia. Później dokonano kolejnych odkryć, a teraz wiemy, że dla każdej cząstki materii istnieje dla niej antycząsteczkowa.

Pozyton dla elektronów, antyproton dla protonu, antyneutron dla neutronów, a lista jest długa. Ale to odkrycie znowu zdziwiły naukowców. Pozwolę sobie jeszcze raz zadać to pytanie. jakie są podstawowe budulce wszechświata? Kwarki i leptony? Ale są cząstkami materii. Co z tymi cząstkami anty-materii? Skąd się wysiedli? Odpowiedź może leżeć na ostatecznym początku, Wielki Wybuch.

Według naukowców wszechświat rozpoczął się od wielkiego wybuchu około 14 miliardów lat temu i wszystko, co istnieje dzisiaj, może sięgać wstecz do tego wydarzenia. Energia z Wielkiego Wybuchu powinna była wytwarzać takie same ilości materii i cząstek antyakwowych. Ale kiedy spojrzymy na wszechświat, od najmniejszych plamek kropek po gigantyczne galaktyki, widzimy tylko normalną materię. Rzadko możemy znaleźć cząstki anty-materii we wszechświecie. Ale dlaczego? Gdzie jest pozostały anty-materii? Nazywa się to problemem antynauka. Dziś jednym z istotnych wyzwań w świecie nauki jest ustalenie, co stało się z anty-materią. Dlaczego widzimy asymetrię między materią a antymakiem?

Ekscytującym aspektem tego całego scenariusza jest to, że cząstki materii i antyakwa są wytwarzane w parach. Kiedy wchodzą ze sobą w kontakt, unicestwiają i uwalniają energię. Na początku, kiedy wielki wybuch wywołał te pary cząstek materii-antymaterii, cząstki te również zderzały się i unicestwiały, wypełniając wszechświat czystą energią.

Tak więc, jeśli cząstki materii i anty-materii zostały stworzone i zniszczone razem, wszechświat musi zawierać tylko pozostałą energię. Ale to nie jest to, co widzimy dzisiaj. Naukowcy zaobserwowali wszechświat, oszacowali, że na szczęście w miliardowym zderzeniu cząstek materii i anty materii jedna cząstka materii przetrwała. To, co obserwujemy teraz, w tym planety, gwiazdy i galaktyki, to resztki kolizji. Ale nadal jest tajemnicą, dlaczego jedna cząstka materii przetrwała. Ale to tylko jedno rozwiązanie problemu anty-materii.

Innym wyjaśnieniem jest to, że kiedy wszechświat ochłodził się, anty-materia mogła się rozdzielić i istniała gdzie indziej, z dala od naszego obserwowalnego wszechświata. Mogą istnieć anty-planety, anty-gwiazdy, anty-galaktyki, a może nawet cały anty-wszechświat. Wszechświat, który składa się w całości z anty-materii. Teoria strun przewiduje również koncepcję równoległych wszechświatów, o większej liczbie wymiarów niż obecnie.

Teoria strun to kolejna teoria próbująca zjednoczyć wszystkie cztery siły w przyrodzie: grawitację, silną siłę, słabą siłę i siłę elektromagnetyczną. Nie zapominaj, że PAUL DIRAC również próbował zjednoczyć siły i wymyślił anty-materii.

Być może odkryjemy o wiele więcej w tej dziedzinie, a to będzie ekscytująca podróż.