(Música)
You probably already know everything is made up of little tiny things called atoms or even that each atom is made up of even smaller particles called protons, neutrons and electrons. And you've probably heard that atoms are small. But I bet you haven't ever thought about how small atoms really are. Well, the answer is that they are really, really small. So you ask, just how small are atoms? To understand this, let's ask this question: How many atoms are in a grapefruit? Well, let's assume that the grapefruit is made up of only nitrogen atoms, which isn't at all true, but there are nitrogen atoms in a grapefruit. To help you visualize this, let's blow up each of the atoms to the size of a blueberry. And then how big would the grapefruit have to be? It would have to be the same size of -- well, actually, the Earth. That's crazy! You mean to say that if I filled the Earth with blueberries, I would have the same number of nitrogen atoms as a grapefruit? That's right! So how big is the atom? Well, it's really, really small! And you know what? It gets even more crazy. Let's now look inside of each atom -- and thus the blueberry, right? -- What do you see there? In the center of the atom is something called the nucleus, which contains protons and neutrons, and on the outside, you'd see electrons. So how big is the nucleus? If atoms are like blueberries in the Earth, how big would the nucleus be? You might remember the old pictures of the atom from science class, where you saw this tiny dot on the page with an arrow pointing to the nucleus. Well, those pictures, they're not drawn to scale, so they're kind of wrong. So how big is the nucleus? So if you popped open the blueberry and were searching for the nucleus ... You know what? It would be invisible. It's too small to see! OK. Let's blow up the atom -- the blueberry -- to the size of a house. So imagine a ball that is as tall as a two-story house. Let's look for the nucleus in the center of the atom. And do you know what? It would just barely be visible. So to get our minds wrapped around how big the nucleus is, we need to blow up the blueberry, up to the size of a football stadium. So imagine a ball the size of a football stadium, and right smack dab in the center of the atom, you would find the nucleus, and you could see it! And it would be the size of a small marble. And there's more, if I haven't blown your mind by now. Let's consider the atom some more. It contains protons, neutrons and electrons. The protons and neutrons live inside of the nucleus, and contain almost all of the mass of the atom. Way on the edge are the electrons. So if an atom is like a ball the size of a football stadium, with the nucleus in the center, and the electrons on the edge, what is in between the nucleus and the electrons? Surprisingly, the answer is empty space. (Wind noise) That's right. Empty! Between the nucleus and the electrons, there are vast regions of empty space. Now, technically there are some electromagnetic fields, but in terms of stuff, matter, it is empty. Remember this vast region of empty space is inside the blueberry, which is inside the Earth, which really are the atoms in the grapefruit. OK, one more thing, if I can even get more bizarre. Since virtually all the mass of an atom is in the nucleus -- now, there is some amount of mass in the electrons, but most of it is in the nucleus -- how dense is the nucleus? Well, the answer is crazy. The density of a typical nucleus is four times 10 to the 17th kilograms per meter cubed. But that's hard to visualize. OK, I'll put it in English units. 2.5 times 10 to the 16th pounds per cubic feet. OK, that's still kind of hard to figure. OK, here's what I want you to do. Make a box that is one foot by one foot by one foot. Now let's go and grab all of the nuclei from a typical car. Now, cars on average weigh two tons. How many cars' nuclei would you have to put into the box to have your one-foot-box have the same density of the nucleus? Is it one car? Two? How about 100? Nope, nope and nope. The answer is much bigger. It is 6.2 billion. That is almost equal to the number of people in the Earth. So if everyone in the Earth owned their own car -- and they don't -- (Cars honking) and we put all of those cars into your box ... That would be about the density of a nucleus. So I'm saying that if you took every car in the world and put it into your one-foot box, you would have the density of one nucleus. OK, let's review. The atom is really, really, really small. Think atoms in a grapefruit like blueberries in the Earth. The nucleus is crazy small. Now look inside the blueberry, and blow it up to the size of a football stadium, and now the nucleus is a marble in the middle. The atom is made up of vast regions of empty space. That's weird. The nucleus has a crazy-high density. Think of putting all those cars in your one-foot box. I think I'm tired.
Probablemente ya saben que todo está hecho de unas cositas llamadas átomos. Quizá sepan que el átomo está formado por partículas aún más pequeñas llamadas protones, neutrones y electrones. Y quizá han escuchado que los átomos son pequeños. Pero apuesto a que no han pensado nunca cuán pequeños son realmente. Bueno, la respuesta es que son muy, muy pequeños. Entonces, ¿cuán pequeños son los átomos? Para entenderlo, hagamos esta pregunta: ¿Cuántos átomos hay en un pomelo? Bueno, supongamos que el pomelo está hecho sólo de átomos de nitrógeno, cosa que no es así, pero hay átomos de nitrógeno en el pomelo. Bueno, para ayudar a visualizar esto, hagamos cada átomo del tamaño de un arándano. Entonces, ¿qué tamaño tendría el pomelo? Tendría que tener el tamaño de la Tierra. ¡Es muy loco! Entonces, ¿si llenamos la Tierra de arándanos, tendría la misma cantidad de átomos de nitrógeno que un pomelo? ¡Correcto! Entonces, ¿qué tamaño tiene el átomo? Bueno, es muy, muy, muy, muy pequeño. Y, ¿saben qué? Es mucho más loco. Ahora veamos dentro del átomo, es decir, el arándano. ¿Qué ven allí? En el centro del átomo está lo que llamamos núcleo, que contiene protones y neutrones, y por fuera vemos los electrones. ¿Qué tamaño tiene el núcleo? Bueno, si los átomos son como arándanos en la Tierra, ¿de qué tamaño es el núcleo? Quizá recuerdan las viejas imágenes del átomo de las clases de ciencias, con este puntito en la página y una flecha que apunta al núcleo. Bueno, esas imágenes no están dibujadas a escala; por eso son un poco erróneas. Entonces, ¿de qué tamaño es el núcleo? Si abriéramos el arándano en busca del núcleo, ¿saben qué? Sería invisible. ¡Es demasiado pequeño! Bien. Expandamos el átomo, el arándano, hasta el tamaño de una casa. Imaginemos una pelota del alto de una casa de dos plantas. Busquemos el núcleo en el centro del átomo. Y, ¿saben qué? Apenas podremos verlo. Para poder entender cabalmente el tamaño del núcleo tenemos que expandir el arándano hasta el tamaño de un estadio de fútbol. Imaginemos una pelota del tamaño de un estadio de fútbol y que nos sumergimos en el centro del átomo, encontraríamos el núcleo, ¡podríamos verlo! Tendría el tamaño de una canica pequeña. Y hay más, si es que aún la cabeza no les ha explotado. Veamos un poco más del átomo. Tiene protones, neutrones y electrones. Los protones y neutrones viven dentro del núcleo, y contiene casi toda la masa del átomo. Bien en el borde están los electrones. Si el átomo fuera una pelota del tamaño de un estadio de fútbol con el núcleo en el centro, con los electrones en el borde, ¿qué hay entre el núcleo y los electrones? Sorprendentemente, la respuesta es: espacio vacío. (Ruido de viento) Correcto. ¡Vacío! Entre el núcleo y los electrones, hay vastas regiones de espacio vacío. Ahora, técnicamente, hay algunos campos electromagnéticos pero en términos de materia, está vacío. Recuerden que esta vasta región de espacio vacío está dentro del arándano, que está dentro de la Tierra, que en verdad son los átomos del pomelo. Bien, una cosa más. Si es que puede hacerse más extraño. Dado que prácticamente toda la masa del átomo está en el núcleo... hay algo de masa en los electrones, pero la mayoría está en el núcleo, ¿qué densidad tiene el núcleo? Bueno, la respuesta es loca. La densidad de un núcleo típico es de 4 por 10 a la 17 kilogramos por metro cúbico. Pero es difícil de ver. Bueno, lo pondré en unidades inglesas: 2,5 por 10 a la 16 libras por pie cúbico. Bien, sigue siendo difícil de imaginar. Haré lo siguiente. Hagamos una caja de 30 cm, por 30 cm, por 30 cm. Ahora tomemos todos los núcleos contenidos en dos autos típicos. Los autos pesan en promedio 2 toneladas. ¿Cuántos núcleos de autos habría que poner en la caja para que nuestra caja de 30 cm de lado tenga la densidad el núcleo? ¿Un auto? ¿Dos? ¿Qué tal 100? No, no y no. La cantidad es mucho más grande. Es 6 200 millones. Es casi la cantidad de personas de la Tierra. Si todos los habitantes de la Tierra tuviese su propio auto y si... los pusiéramos a todos en la caja, ésta tendría la densidad de un núcleo. Es decir, si metiéramos todos los autos del mundo en la caja de 30 cm de lado, tendríamos la densidad de un núcleo. Bien, repasemos. El átomo es muy, muy, muy pequeño. Pensemos los átomos de un pomelo como arándanos en la Tierra. El núcleo es extremadamente pequeño. Ahora veamos el interior del arándano, expandámoslo al tamaño de un estadio de fútbol, y ahora el núcleo es una canica en el centro. El átomo se compone de vastas regiones de espacio vacío. Eso es extraño. El núcleo tiene una densidad muy alta. Piensen en todos esos autos en una caja de 30 cm de lado. Estoy cansado. (Bostezo)