يُعَدُّ إنتاج الخلفية الميكروية إبان حقبة إعادة الاتحاد، وتخليق العناصر خلال حقبة كرة النار النووية نجاحين كبيرين لنظرية الانفجار العظيم والكيفية التي تتفق بها المشاهدات مع الحسابات التفصيلية تدعم هذا النموذج بقوة. وارتكازا على هذه النجاحات، عكف علماء الكونيات منذ ذلك الحين على محاولة استخدام نظرية الانفجار العظيم في استكشاف التبعات الأخرى على المادة عند درجات الحرارة والكثافة المرتفعة للغاية. وفي هذا النشاط، تستغل نظرية الانفجار العظيم العلاقة بين عالم البنى الكبيرة للغاية وعالم البنى الصغيرة للغاية.

كلما تعمقنا في دراسة الماضي، صار الكون أصغر حجمًا وأشد حرارة. فنحن نعيش في حقبة أعقبت الانفجار العظيم بخمسة عشر مليار عام، وقد أُنتجت الخلفية الميكروية بعد الانفجار العظيم بثلاثمائة ألف عام، وأجرى الأتون النووي عملية تخليق العناصر في الدقائق القليلة الأولى من عمر الكون. وكي نبسط فهمنا نحو الأزمنة المبكرة من عمر الكون، علينا معرفة كيفية سلوك المادة عند طاقات تزيد على تلك المتحققة داخل المفاعلات النووية. وليس من الممكن عمل التجارب القادرة على سبر أغوار هذه النطاقات الهائلة للطاقة إلا بتكاليف ضخمة.

شكل 2: العودة بالزمن إلى الوراء. بينما نتوغل بنظرنا في الفضاء، فإننا في حقيقة الأمر نعود بالزمن إلى الوراء. بالقرب منا نسبيًّا نرى المجرات. وأبعد منها يمكننا أن نرى المجرات الشديدة النشاط المعروفة باسم أشباه النجوم (الكويزرات). وراء ذلك هناك «العصور المظلمة»؛ إذ يصير الرجوع بالزمن عظيمًا لدرجة أننا نرى الكون قبل تكون المجرات. وفي النهاية ننظر بعيدًا جدًّا لدرجة أن الكون من شدة حرارته كان كرة نار معتمة تشبه كثيرًا الأجزاء المركزية لنجم من النجوم يأتينا إشعاع كرة النار عبر الكون المتمدد ويصلنا على صورة خلفية ميكروية. وإذا كان بإمكاننا أن ننظر أبعد من ذلك، فسنرى التفاعلات النووية وهي تحدث، مثلما تحدث داخل النجوم. وفي الأوقات المبكرة عن ذلك تصير الطاقات مرتفعة للغاية بما يحتّم علينا الاعتماد على التخمين وحسب. وأخيرًا، نصل إلى حافة الكون ... وحين تصير الجاذبية الكَمِّيَّة صاحبة الكلمة العليا فإننا لا نعلم شيئًا.

فبمقدور معجلات الجسيمات على غرار تلك الموجودة في سيرن بجنيف أن تعيد خلق بعض جوانب ذلك الأتون البدائي، بَيْد أن معرفتنا بكيفية سلوك المادة في ظل هذه الظروف المتطرفة لا تزال معرفة منقوصة، ولا تمتد حتى الفترات المبكرة للغاية فيما وراء حقبة التخليق النووي.

في البداية رأى الفيزيائيون في الانفجار العظيم متسعًا يمكّنهم من تطبيق نظرياتهم. لكن في الوقت الحالي، في ظل عدم اختبار نظريات فيزياء الجسيمات بدرجة كبيرة في مواضع أخرى، صار الانفجار العظيم ساحة اختبار هذه النظريات. ولمعرفة الكيفية التي حدث بها هذا علينا أن نفهم تطور فيزياء الجسيمات على مدار الأعوام الأربعين الماضية.