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.
Poate știi deja că orice lucru e făcut din particule infime numite atomi. Poate știi că atomul e alcătuit din particule și mai mici numite protoni, neutroni, electroni. Și poate ai auzit că atomii sunt mici. Pariez că nu te-ai întrebat totuși cât de mici sunt. Răspunsul: atomii sunt foarte, foarte, foarte mici. Atunci întrebi, cât de mici? Ca să înțelegem, hai să întreabăm: câți atomi sunt într-un grapefruit? Să zicem că un grapefruit e făcut numai din atomi de azot, deși nu-i adevărat, totuși există atomi de azot în grapefruit. Ca să te ajut să vizualizezi, hai să mărim un atom la dimensiunea unei afine. Atunci cât de mare ar fi întregul grapefruit? Ar fi de dimensiunea Pământului. Nebunie! Deci, dacă aș umple Pământul cu afine, aş avea acelaşi număr de atomi de azot ca un grapefruit? Corect! Totuși, cât de mic e atomul? E foarte, foarte, foarte, foarte mic. Şi mai ştii ceva? Devine și mai interesant. Să privim acum în interiorul atomului, adică în afină, Ce vezi acolo? În centrul atomului e ceva numit nucleu, care conţine protoni şi neutroni, şi în afară ai vedea electroni. Deci cât de mare e nucleul? Dacă atomii sunt cât afinele pe pământ, cât de mare ar fi nucleul? Poate îți amintești imaginea atomului de la ora de știință în care ai văzut acest punct minuscul pe pagină cu o săgeată indicând nucleul. Aceste imagini nu sunt desenate la scară, așa că nu-s reprezentări bune. Deci cât de mare e nucleul? Dacă ai deschide afina şi ai căuta nucleul, nucleul ar fi invizibil. E prea mic pentru a fi văzut. Bine. Să umflăm atomul, adică afina, la dimensiunea unei case. Imaginaţi-vă o minge înaltă cât o casă cu două etaje. Să căutăm nucleul în centrul atomului. Ştii ce? Abia ar fi vizibil. Ca mintea să înțeleagă cât de mic e nucleul, trebuie să mărim afina la dimensiunea unui stadion de fotbal. Deci imaginează-ți o minge cât un stadion de fotbal, şi drept în centrul atomului, s-ar găsi nucleul şi l-ai putea vedea! Ar fi de dimensiunea unei mărgele. Mai am ceva să-ți spun, dacă încă nu ți-a explodat mintea. Să ne uităm și mai atent la atom. În nucleu se găsesc protoni și neutroni, şi aceștia conțin aproape toată greutatea atomului. Departe, pe margine, sunt electronii. Deci, dacă un atom e mărit cât un stadion, cu nucleul în centru şi electronii pe margine, ce este între nucleu și electroni? Surprinzător, răspunsul este: spaţiu gol. (Zgomot de vânt) Așa este. E gol. Între nucleu și electroni există spaţiu gol. Totuși tehnic vorbind, există niște câmpuri electromagnetice, dar din punct de vedere al materiei este gol. Amintiţi-vă această vastă regiune de spațiu gol din interiorul afinei, care este în interiorul Pământului, care sunt de fapt atomii din grapefruit. Bine, să-ți spun ceva și mai bizar. Aproape toată masa atomului e concentrată în nucleu, deși, și electronii au o masă infimă, dar cea mai mare parte a greutății e în nucleu. Atunci cât e de dens nucleul? Răspunsul e incredibil. Densitatea unui nucleu tipic e de 4 x 10^17 kilograme/metru cub. E greu de înțeles. Bine, să explic în unități englezești. 2,5 x 10 ^16 livre/picioare la cub. Bine, și asta-i greu de imaginat. Iată ce vreau să faci. Fă o cutie de 0,3 m x 0,3 m x 0,3 m. Acum să adunăm toate nucleele dintr-o mașină obișnuită. Știi că o mașină cântărește cam 2 tone. Din cât de multe mașini ar trebui să aduni nucleele și să le pui în cutie, astfel încât cutia ta să aibă aceeaşi densitate ca nucleul? O mașina? Două? O sută? Nu, nu și nu. Răspunsul este mult mai mare. Este 6,2 miliarde de mașini. Aproape egal cu numărul de persoane de pe pământ. Deci, dacă toată lumea de pe pământ ar avea propria mașina, deși nu au toți, şi am pune toate aceste maşini în cutia ta, asta ar echivala cu densitatea unui nucleu. Repet, dacă ai putea înghesui toate mașinile din lume în cutia ta ar avea densitatea unui singur nucleu. Bine, să recapitulăm. Atomul este foarte, foarte, foarte mic. Atomii față de un grapefruit sunt la fel de mici ca afinele față de Pământ. Iar nucleul din atom e incredibil de mic. Acum uită-te în interiorul afinei și umfl-o până la dimensiunea unui stadion de fotbal, Atunci nucleul e cât o mărgea, Atomul e alcătuit din vaste regiuni de spaţiu gol. E bizar. Nucleul are o densitate incredibil de mare. Cum ar fi să pui toate mașinile alea într-o cutie de pantofi. Cred ca am obosit.