(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.
Você provavelmente já sabe que tudo é feito de pequenas coisinhas chamadas átomos. Pode até saber que cada átomo é feito de partículas ainda menores chamadas prótons, nêutrons e elétrons. E você também já deve ter ouvido que átomos são pequenos. Mas aposto que você nunca se questionou sobre quão pequenos eles realmente são. Bem, a resposta é que eles são, muito, muito, muito pequenos. Então você pergunta, quão pequenos são os átomos mesmo? Para entender isso, façamos a seguinte pergunta: Quantos átomos existem em uma laranja? Bem, vamos assumir que uma laranja é feita de apenas átomos de nitrogênio, o que não é inteiramente verdadeiro, mas existem átomos de nitrogênio na laranja. Bem, para ajudar a visualizar isto, vamos inflar cada átomo para o tamanho de uma uva. E depois, que tamanho a laranja deveria ter? Deveria ter o tamanho de -- bem, na verdade, o tamanho da Terra. Isso é loucura! Isso significa que se eu enchesse a terra com uvas, eu teria o mesmo número de átomos de nitrogênio de uma laranja? Isso mesmo! Então, qual é o tamanho do átomo? Bem, ele é muito, muito, muito pequeno. E quer saber? Isso fica ainda mais confuso. Vamos agora olhar dentro de cada átomo -- e consequentemente da uva, certo? -- O que você vê lá? No centro do átomo está algo chamado de núcleo, que contém prótons e nêutrons, e por fora você veria elétrons. Então qual é o tamanho do núcleo? Bem, se átomos são como uvas na terra, qual seria o tamanho do núcleo? Você pode lembrar do velho desenho do átomo de sua aula de ciências, onde você viu este pequeno ponto na página, com uma seta apontando para o núcleo. Bem, estes desenhos, não são feitos em escala, então estão meio incorretos. Então qual é o tamanho do núcleo? Se você abrir a uva e estivesse procurando pelo núcleo, sabe de uma coisa? Ele seria invisível. É pequeno demais para ver! OK. Vamos inflar o átomo (a uva) para o tamanho de uma casa. Imagine uma bola do tamanho de uma casa de dois andares. Vamos procurar pelo núcleo no centro do átomo. Quer saber? Ela mal seria visível. Para fazer nossas mentes entenderem o tamanho do núcleo, temos que inflar mais a uva, para o tamanho de um estádio de futebol. Imagine uma bola com o tamanho de um estádio de futebol, e bem lá no centro do átomo, você encontraria o núcleo, e poderia vê-lo! E ele seria do tamanho de uma bolinha de gude. E tem mais, se ainda não fritei sua mente até agora. Vamos pensar no átomo um pouco mais. Ele contém prótons, nêutrons e elétrons. Os prótons e nêutrons vivem dentro do núcleo, e contém quase toda a massa do átomo. Lá fora, ficam os elétrons. Então se um átomo é como uma bola do tamanho de um estádio de futebol, com o núcleo no centro, e os elétrons por fora, o que há entre o núcleo e os elétrons? Surpreendentemente, a resposta é espaço vazio. (barulho de vento) Isso mesmo. Vazio! Entre o núcleo e os elétrons, existem vastas regiões de espaço vazio. Bom, tecnicamente existem alguns campos eletromagnéticos, mas em termos de coisas, matéria, é vazio. Lembre-se que esta vasta região de espaço vazio está dentro da uva, que está dentro da Terra, que na verdade são os átomos de uma laranja. OK, mais uma coisa, se é que ainda pode ficar mais bizarro. Já que virtualmente toda a massa de um átomo está no núcleo -- bem, existe um pouco de massa nos elétrons, mas a maior parte está no núcleo -- Quão denso é o núcleo? Bem, a resposta é incrível. A densidade de um núcleo típico é 4 vezes 10 elevado a 17 kilogramas por metro cúbico. Mas isso é difícil de visualizar. OK, vou colocar em unidades inglesas. 2,5 vezes 10 elevado a 16 libras por pé cúbico. (400 x 10 a 16 kg/m2) OK, isso ainda está meio difícil de imaginar. Certo, quero que você faça é o seguinte. Faça uma caixa de 30 cm x 30 cm x 30 cm Agora vamos pegar todos os núcleos de um carro típico. Bom, carros pesam em média duas toneladas. De quantos carros os os núcleos deveriam ser colocados na caixa para ter sua caixa de 30 cm da mesma densidade do núcleo? Seria de um carro? Dois? Que tal 100? Não, não e não. A resposta é muito maior. Seria 6.2 bilhões. Isto é quase igual ao número de pessoas na Terra. Então se cada um na Terra possuísse seu próprio carro -- e não possuem -- a se nós colocássemos todos estes carros em sua caixa, esta seria aproximadamente a densidade de um núcleo. Então estou dizendo que se você pegar todos os carros do mundo e colocar dentro de sua caixa de 30 cm, você teria a densidade de um núcleo. OK, vamos revisar. O átomo é muito, muito, muito pequeno. Pense em átomos em uma laranja como uvas na Terra. O núcleo é incrivelmente pequeno. Agora olhe dentro da uva, e infle-a do tamanho de um estádio de futebol, e agora o núcleo é uma bolinha de gude no centro. O átomo é feito de imensas regiões de espaço vazio. Isso é estranho. O núcleo tem uma densidade incrivelmente alta. Pense em colocar todos aqueles carros em uma caixa de 30 cm. Acho que estou cansado. (bocejo)