Just How Small is an Atom?

원자는 얼마나 작을까?

번역: Han Jungran 검토: K Bang

(음악)

You probably already know

여러분은 아마 이미 모든 것은

everything is made up of little tiny things called atoms

원자라고 불리는 아주 작은 것으로 이루어져 있다는 사실을 알 겁니다..

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

아마 각 원자들이 심지어 더 작은 양자와 중성자 그리고 전자라고 불리는

called protons, neutrons and electrons.

입자들로 이루어져 있다는 사실도 알고 있을 겁니다. .

And you've probably heard that atoms are small.

그리고 원자가 작다는 이야기도 아마 들어봤을 겁니다.

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

하지만 원자가 실제로 얼마나 작은지 한번도 생각해 본적이 없죠?

음, 정답은 매우 매우 매우 작다는 거에요.

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

So you ask, just how small are atoms?

그러니까 원자가 얼마나 작은지 궁금하시겠죠?

To understand this, let's ask this question:

이것을 이해하기 위해서 제가 질문을 하나 해보겠습니다:

자몽 안에는 몇 개의 원자가 존재할까요?

How many atoms are in a grapefruit?

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

음, 자몽이 오직 질소 원자만으로 이루어져 있다고 가정해보죠,

이것이 전부 사실은 아니지만, 자몽에 질소가 들어있는 건 사실입니다.

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

이해를 돕기 위해, 각각의 원자를

to the size of a blueberry.

블루베리 크기로 확대해 봅시다.

And then how big would the grapefruit have to be?

그러면 자몽은 얼마나 커야 될까요?

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

그것은 아마 -- 음, 지구와 같은 크기가 될 것입니다.

That's crazy!

이건 정말 미칠 정도에요! 제가 만약 지구에 블루베리를 채워 넣는다면

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

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

질소 원자를 자몽에 집어 넣는 숫자만큼 필요할거라고 하겠죠.

That's right!

네 맞아요! 그럼 원자가 얼마나 작죠?

So how big is the atom?

네, 이것은 정말 정말 정말 정말 작아요.

Well, it's really, really small!

그거 아시나요?

And you know what? It gets even more crazy.

이건 더 미친 소리인데요.

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

각 원자의 속을 들여다 봅시다. -- 블루베리 속을요. -- 맞죠?

What do you see there?

거기에 무엇이 보이나요?

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

원자의 중심에는 핵이라고 불리는 것이 있고,

which contains protons and neutrons,

그건 양성자와 중성자를 포함하고 있죠.

and on the outside, you'd see electrons.

외부에는 전자를 볼 수 있어요.

So how big is the nucleus?

그럼 핵이 얼마나 크죠?

If atoms are like blueberries in the Earth,

음, 만약 원자가 지구 속에 있는 블루베리와 같다면, 핵은 어느 정도의 크기여야 할까요?

how big would the nucleus be?

여러분은 아마 과학시간에 봤던 오래된 원자의 사진을 기억하고 있을 겁니다.

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

핵을 가리키고 있는 화살표가 그려진 페이지 속에 작은 점을 봤던 그 과학수업 말이죠.

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

음, 그 그림은요, 일정한 비율로 그려진 게 아니에요.

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

so they're kind of wrong.

따라서 그들은 틀린 셈이죠.

그럼 핵은 얼마나 클까요?

So how big is the nucleus?

그럼 만약 여러분이 블루베리를 터트리고

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

핵을 찾으면

아마 눈에 보이지 않을 거에요.

You know what? It would be invisible.

It's too small to see!

눈으로 보기에는 너무 작거든요!

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

좋아요. 블루베리 크기의 원자를

to the size of a house.

집 크기로 확대해 봅시다.

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

그럼 2층 집만큼 큰 공을 생각해 봅시다.

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

원자의 중심에 있는 핵을 찾아 보도록 하죠.

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

이런 이런, 아마 핵은 간신히 보일 거에요 .

핵의 크기를 쉽게 이해하려면 블루베리의 크기를

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.

풋볼경기장의 크기만큼 확대해야 해요

So imagine a ball the size of a football stadium,

그럼 풋볼 경기장만한 공을 상상해 봅시다.

and right smack dab in the center of the atom,

여러분은 곧바로 원자 가운데에 있는

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

핵을 볼 수 있을 거에요.

그건 아마 작은 구슬 크기만 할거에요.

And it would be the size of a small marble.

자, 지금보다 더한 것이 여기 있습니다.

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

Let's consider the atom some more.

원자를 좀 더 생각해 봅시다. 이것은 양성자, 중성자 그리고 전자를 포함하고 있죠.

It contains protons, neutrons and electrons.

The protons and neutrons live inside of the nucleus,

양성자와 중성자는 핵의 안쪽에 있고,

원자의 대부분의 질량을 포함하고 있습니다.

and contain almost all of the mass of the atom.

저 쪽 가장자리에 전자가 있습니다.

Way on the edge are the electrons.

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

그럼 만약 원자가 풋볼 경기장 속의 공만하다면,

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

원자의 중심에는 핵이 존재하고,

what is in between the nucleus and the electrons?

가장자리에는 전자가 존재하는데 핵과 전자 사이에는 무엇이 있을까요?

놀랍게도, 정답은 빈공간입니다.

Surprisingly, the answer is empty space.

(휘잉)

(Wind noise)

맞아요, 비어있어요!

That's right. Empty!

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

핵과 전자 사이에는, 드넓은 빈 공간이 존재합니다.

좀 더 엄밀히 말하자면, 그곳에는 전자기장이 존재합니다.

Now, technically there are some electromagnetic fields,

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

하지만 물질, 물건의 입장에서 말한다면, 그곳은 비었습니다.

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

이 빈 공간의 광대한 지역은

지구 안의 블루베리 속에 있다는 사실을 기억하세요.

which is inside the Earth,

실제로는 자몽 속에 존재하는 원자이지만요.

which really are the atoms in the grapefruit.

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

좋습니다. 좀 더 이상해지는 질문을 하나 더 하면,

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

사실상 원자의 대부분의 질량은 핵에 있기 때문에 --

약간의 질량이 전자 속에 있습니다만

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

대부분은 핵 속에 있죠.

but most of it is in the nucleus --

그럼 이 핵은 얼마나 응축되어 있을까요?

how dense is the nucleus?

Well, the answer is crazy.

정답은, 미치도록 입니다.

The density of a typical nucleus

보통 핵의 밀도는

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

4 곱하기 10의 17승 킬로그램 퍼(per) 세제곱미터입니다.

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

하지만 이건 좀 와닿지가 않죠. 우리가 주로 쓰는 단위로 바꿔 볼게요.

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

2.5 곱하기 10의 16승

파운드(lb) 퍼(per) 세제곱피트에요.

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

여전히 이해하기 어렵군요.

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

좋습니다. 그럼 이렇게 해보시겠어요?

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

가로, 세로, 높이의 길이가 1피트 정도가 되는 박스를 만드세요.

이제 보통 자동차들로부터 핵들을 가지고 와 봅시다.

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

자동차는 평균 2톤 정도 됩니다.

Now, cars on average weigh two tons.

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

핵의 밀도와 같아지기 위해서 얼마나 많은 자동차들의 핵을

이 조그마한 박스에 집어넣어야 할까요?

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

차 한대? 두대? 100대는 어때요?

Is it one car? Two?

How about 100?

아니에요, 아니에요, 아닙니다.

Nope, nope and nope.

The answer is much bigger.

정답은 훨씬 큰 숫자입니다.

It is 6.2 billion.

62억대 입니다.

이 숫자는 거의 지구에 살고 있는 사람들의 수와 비슷합니다.

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

그럼 만약 모든 사람들이 각자의 자동차를 사용하고 있다면,

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

and they don't --

우리는

(Cars honking)

모든 자동차를 이 박스 안에다 집어 넣어야 합니다.

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

그 정도가 아마 핵의 밀도와 같을 것입니다.

That would be about the density of a nucleus.

따라서 만약 여러분이 세상의 모든 자동차를 그 작은 박스 안에 넣으면,

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

and put it into your one-foot box,

여러분은 핵 하나의 밀도를 만들었다고 말할 수 있겠죠.

you would have the density of one nucleus.

좋습니다. 그럼 복습해볼까요?

OK, let's review.

The atom is really,

원자는 매우 매우 매우 매우 작습니다.

really, really small.

자몽 속의 원자를 지구 속의 블루베리라고 생각해 봅시다.

Think atoms in a grapefruit like blueberries in the Earth.

핵은 더 심하게 작죠.

The nucleus is crazy small.

이제 블루베리 속을 살펴보고, 이것을 풋볼 경기장만큼 확대해 봅시다.

Now look inside the blueberry,

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

이제 핵은 경기장 가운데 있는 구슬입니다.

and now the nucleus is a marble in the middle.

원자는 광대한 빈 공간으로 이루어져 있죠.

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

굉장히 이상하죠.

That's weird.

The nucleus has a crazy-high density.

핵은 엄청나게 높은 밀도를 가지고 있습니다.

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

한걸음 크기의 박스 안에 모든 자동차를 집어넣는 것을 생각해 보세요.

제 생각에 이것은 정말 피곤할 것 같네요.

I think I'm tired.

(하품)