Just How Small is an Atom?

Колко малък е атомът?

Translator: Anton Hikov Reviewer: Biliana Nikolova

(Музика)

You probably already know

Вероятно вече знаете, че всичко се състои от

everything is made up of little tiny things called atoms

мънички частици, наречени атоми.

or even that each atom is made up of even smaller particles

Може би дори знаете, че всеки атом се състои от даже още по-малки частици,

called protons, neutrons and electrons.

наречени протони, неутрони и електрони.

And you've probably heard that atoms are small.

И вероятно сте чували, че атомите са малки.

But I bet you haven't ever thought about how small atoms really are.

Но се обзалагам, че никога не сте се замисляли колко малки са наистина атомите.

Отговорът е, че те са наистина, ама наистина, ама наистина малки.

Well, the answer is that they are really, really small.

So you ask, just how small are atoms?

Така че питате, точно колко малки са атомите?

To understand this, let's ask this question:

За да разберем това, нека си зададем следния въпрос:

Колко атома има в грейпфрута?

How many atoms are in a grapefruit?

Well, let's assume that the grapefruit is made up of only nitrogen atoms,

Да допуснем, че грейпфрутът се състои само от азотни атоми,

което въобще не е вярно, но в грейпфрута наистина има азотни атоми.

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

За да ви помогна да си представите, нека да надуем всеки от атомите

to the size of a blueberry.

до размера на боровинка.

And then how big would the grapefruit have to be?

Тогава колко голям трябва да бъде грейпфрутът?

It would have to be the same size of -- well, actually, the Earth.

Би трябвало да бъде с размера на... ами, всъщност, на Земята.

That's crazy!

Пълна лудост! Искате да кажете, че ако запълня Земята с боровинки,

You mean to say that if I filled the Earth with blueberries,

I would have the same number of nitrogen atoms as a grapefruit?

ще имам същия брой азотни атоми като в грейпфрута?

That's right!

Точно така! Така че колко голям е атомът?

So how big is the atom?

Ами, той е наистина, ама наистина, много, много мъничък.

Well, it's really, really small!

И знаете ли какво?

And you know what? It gets even more crazy.

Става още по-налудничаво.

Let's now look inside of each atom -- and thus the blueberry, right? --

Нека сега погледнем във вътрешността на всеки атом – това е боровинката, нали така?

What do you see there?

Какво виждате там?

In the center of the atom is something called the nucleus,

В центъра на атома се намира т. нар. ядро,

which contains protons and neutrons,

което съдържа протони и неутрони,

and on the outside, you'd see electrons.

а от външната страна ще видите електрони.

So how big is the nucleus?

Така че колко голямо е ядрото?

If atoms are like blueberries in the Earth,

Ако атомите са като боровинки на Земята, колко голямо ще е ядрото?

how big would the nucleus be?

Може би помните старите рисунки на атома от часовете по химия,

You might remember the old pictures of the atom from science class,

на които виждахте тази точица със стрелка, сочеща към ядрото.

where you saw this tiny dot on the page with an arrow pointing to the nucleus.

Тези рисунки не са направени в мащаб,

Well, those pictures, they're not drawn to scale,

so they're kind of wrong.

така че са донякъде грешни.

Колко голямо тогава е ядрото?

So how big is the nucleus?

Ако отворите боровинката

So if you popped open the blueberry and were searching for the nucleus ...

и потърсите ядрото,

знаете ли какво? То ще е невидимо.

You know what? It would be invisible.

It's too small to see!

То е твърде малко, за да бъде видяно!

OK. Let's blow up the atom -- the blueberry --

Добре. Нека да уголемим атома (боровинката)

to the size of a house.

до размера на къща.

So imagine a ball that is as tall as a two-story house.

Представете си топка, която е висока колкото двуетажна къща.

Let's look for the nucleus in the center of the atom.

Нека да потърсим ядрото в центъра на атома.

And do you know what? It would just barely be visible.

И знаете ли какво? То ще бъде едва забележимо.

Така че, за да проумеем колко голямо е ядрото,

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.

трябва да уголемим боровинката до размера на футболен стадион.

So imagine a ball the size of a football stadium,

Представете си топка с размера на футболен стадион

and right smack dab in the center of the atom,

и точно в центъра на атома

you would find the nucleus, and you could see it!

ще откриете ядрото и ще можете да го видите!

То ще бъде с размера на малко стъклено топче.

And it would be the size of a small marble.

И още нещо, ако не съм ви впечатлил досега.

And there's more, if I haven't blown your mind by now.

Let's consider the atom some more.

Нека да разгледаме атома още малко. Той съдържа протони, неутрони и електрони.

It contains protons, neutrons and electrons.

The protons and neutrons live inside of the nucleus,

Протоните и неутроните живеят вътре в ядрото

и съдържат почти цялата маса на атома.

and contain almost all of the mass of the atom.

Далеч в края са електроните.

Way on the edge are the electrons.

So if an atom is like a ball the size of a football stadium,

Така че, ако атомът е като топка с размерите на футболен стадион,

with the nucleus in the center, and the electrons on the edge,

с ядрото в центъра и електроните по края,

what is in between the nucleus and the electrons?

какво има между ядрото и електроните?

Изненадващо отговорът е празно пространство.

Surprisingly, the answer is empty space.

(Шум от вятър)

(Wind noise)

Точно така. Празно!

That's right. Empty!

Between the nucleus and the electrons, there are vast regions of empty space.

Между ядрото и електроните има обширни зони на празно пространство.

Технически погледнато има някакви електромагнитни полета,

Now, technically there are some electromagnetic fields,

but in terms of stuff, matter, it is empty.

но по отношение на вещества, материя, то е празно.

Remember this vast region of empty space is inside the blueberry,

Спомнете си, че тази обширна зона от празно пространство

е вътре в боровинката, която е вътре в Земята,

which is inside the Earth,

което всъщност са атомите в грейпфрута.

which really are the atoms in the grapefruit.

OK, one more thing, if I can even get more bizarre.

Добре, още едно нещо, ако може да ви прозвучи още по-странно.

Since virtually all the mass of an atom is in the nucleus --

Тъй като почти цялата маса на атома е в ядрото –

е, някаква част от масата е и в електроните,

now, there is some amount of mass in the electrons,

но повечето от нея е в ядрото –

but most of it is in the nucleus --

колко плътно е ядрото?

how dense is the nucleus?

Well, the answer is crazy.

Ами, отговорът е налудничав.

The density of a typical nucleus

Плътността на типично ядро

is four times 10 to the 17th kilograms per meter cubed.

е 4 по 10 на 17-та степен килограма на кубичен метър.

But that's hard to visualize. OK, I'll put it in English units.

Но това е трудно да се представи. Добре, ще го превърна в английски единици.

2.5 times 10 to the 16th pounds per cubic feet.

2,5 по 10 на 16-та степен

фунта на кубичен фут.

OK, that's still kind of hard to figure.

Добре, все още е малко трудно да се разбере.

OK, here's what I want you to do.

Добре, ето какво искам да направите.

Make a box that is one foot by one foot by one foot.

Направете кутия с размери 30/30/30 см.

Сега нека вземем всички ядра от обикновена кола.

Now let's go and grab all of the nuclei from a typical car.

Автомобилите тежат средно два тона.

Now, cars on average weigh two tons.

How many cars' nuclei would you have to put into the box

Колко ядра на автомобили трябва да сложите в кутията,

за да има кутията с размери 30/30/30 см същата плътност като тази на ядрото?

to have your one-foot-box have the same density of the nucleus?

Дали една кола? Две? Какво да кажем за 100?

Is it one car? Two?

How about 100?

Не, не и не.

Nope, nope and nope.

The answer is much bigger.

Отговорът е много по-голям.

It is 6.2 billion.

Той е 6,2 милиарда.

Това е почти равно на броя на хората на Земята.

That is almost equal to the number of people in the Earth.

Така че, ако всички на Земята имаха собствен автомобил

So if everyone in the Earth owned their own car --

and they don't --

(което не е така)

(Cars honking)

и ако поставихме всички тези автомобили в кутията ви,

and we put all of those cars into your box ...

щяхме да получим приблизително плътността на ядрото.

That would be about the density of a nucleus.

Искам да кажа, че ако вземете всички кола в света и ги поставите в кутия с размер 30/30/30 см,

So I'm saying that if you took every car in the world

and put it into your one-foot box,

ще получите плътността на едно ядро.

you would have the density of one nucleus.

И така, да преговорим.

OK, let's review.

The atom is really,

Атомът е много, много, много малък.

really, really small.

Помислете си за атомите в грейпфрута като боровинки в Земята.

Think atoms in a grapefruit like blueberries in the Earth.

Ядрото е налудничаво малко.

The nucleus is crazy small.

Сега погледнете в боровинката и я уголемете до размера на футболен стадион –

Now look inside the blueberry,

and blow it up to the size of a football stadium,

в нея ядрото ще бъде стъклено топче в средата.

and now the nucleus is a marble in the middle.

Атомът се състои от огромни зони празно пространство.

The atom is made up of vast regions of empty space.

Това е странно.

That's weird.

The nucleus has a crazy-high density.

Ядрото има зашеметяващо висока плътност.

Think of putting all those cars in your one-foot box.

Помислете си как поставихме всички коли в кутия с размер 30/30/30 см.

Май се уморих.

I think I'm tired.

(Прозявка)