Just How Small is an Atom?

Translator: Pakawat Wongwaiyut Reviewer: Rawee Ma

You probably already know

คุณน่าจะรู้อยู่แล้วว่า

everything is made up of little tiny things called atoms

ทุกอย่างนั้นสร้างมาจากสิ่งเล็กๆ ที่เรียกว่า อะตอม

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

แล้วทุกๆอะตอมที่สร้างมาจาก อนุภาคที่เล็กกว่า

called protons, neutrons and electrons.

ที่เรียกว่าโปรตอน นิวตรอน และอิเล็กตรอน

And you've probably heard that atoms are small.

และคุณก็น่าจะเคยได้ยินว่า อะตอมนั้นเล็ก

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

แต่ พนันได้เลยว่าคุณต้องไม่ได้คิดแน่ ว่าอะตอมจริงๆเล็กแค่ไหน

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

คำตอบนั้น คือ พวกมันเล็ก เล็กมากๆ

So you ask, just how small are atoms?

แล้วคุณก็ถามว่า มันเล็กแค่ไหนล่ะ

To understand this, let's ask this question:

เพื่อให้เข้าใจ มาถามคำถามนี้กัน

How many atoms are in a grapefruit?

ส้มโอลูกนี้มีอะตอมอยู่เท่าไร

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

งั้น มาสมมติกันว่าส้มโอนี้ สร้างมาจากอะตอมของไนโตรเจน

which isn't at all true, but there are nitrogen atoms in a grapefruit.

แน่นอนว่ามันไม่จริง แต่อะตอมไนโตรเจน ในส้มโอนี้

To help you visualize this, let's blow up each of the atoms

จะช่วยสร้างภาพจำลอง เรามาขยายอะตอมเหล่านี้ให้ใหญ่

to the size of a blueberry.

เป็นขนาดของผลบลูเบอรี่

And then how big would the grapefruit have to be?

แล้วผลส้มโอนี้ จะขยายใหญ่ขนาดไหนกัน

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

มันก็จะใหญ่เป็นขนาดเดียวกับ โลก

That's crazy!

บ้าไปแล้ว !

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

คุณจะพูดว่าถ้าผมใส่บลูเบอรี่ให้เต็มโลก

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

จำนวนมันจะเท่ากับ อะตอมไนโตรเจนในผลส้มโอว่างั้น

That's right!

ถูกต้องแล้ว!

So how big is the atom?

ดังนั้น อะตอมใหญ่ขนาดไหนล่ะ

Well, it's really, really small!

มันเล็ก เล็กมากๆ

And you know what? It gets even more crazy.

และคุณรู้อะไรไหม มันฟังดูบ้ากว่ามาก

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

ในตอนนี้เรามามองภายในอะตอมกัน ซึ่งตอนนี้ก็คือบลูเบอรี่

What do you see there?

คุณเห็นอะไรในนี้

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

ในจุดศูนย์กลางของอะตอม มีบางสิ่งที่เรียกว่า นิวเคลียส

which contains protons and neutrons,

ซึ่งประกอบไปด้วย โปรตอน และนิวตรอน

and on the outside, you'd see electrons.

และบริเวณด้านนอก คุณจะเห็นอิเล็กตรอน

So how big is the nucleus?

แล้วนิวเคลียสใหญ่ขนาดไหนกัน

If atoms are like blueberries in the Earth,

ถ้าอะตอมเหมือนกับบลูเบอรี่ภายในโลก

how big would the nucleus be?

นิวเคลียสจะใหญ่แค่ไหน

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

คุณน่าจะจำภาพเก่าๆของอะตอม ในชั้นเรียนวิทยาศาสตร์

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

ซึ่งคุณจะเห็นจุดๆเล็กบนกระดาษ แล้วมีลูกศรชี้ว่ามันเป็นนิวเคลียส

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

ภาพเหล่านั้นไม่ได้วาดตามขนาดจริง

so they're kind of wrong.

ดังนั้นมันจึงเป็นแบบที่ผิด

So how big is the nucleus?

แล้ว นิวเคลียสมีขนาดเท่าไร

ถ้าคุณเปิดผลบลูเบอรี่ออกมา และหาว่าอันไหนคือนิวเคลียส...

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

You know what? It would be invisible.

คุณรู้อะไรไหม มันมองไม่เห็นเลย

It's too small to see!

เพราะมันเล็กเกินไปที่จะเห็น !

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

โอเค เรามาขยายอะตอม จากขนาดของบลูเบอรี่

to the size of a house.

มาเป็นขนาดของบ้าน

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

จินตนาการว่าลูกบอลนี้ สูงพอๆกับบ้านสองชั้น

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

มาเริ่มมองหานิวเคลียส ที่จุดศูนย์กลางของอะตอมกัน

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

และคุณรู้อะไรไหม มันก็ยากที่จะมองเห็นอยู่ดี

So to get our minds wrapped around how big the nucleus is,

ดังนั้นเรามาทำความเข้าใจ ว่านิวเคลียสนั้นใหญ่ขนาดไหน

we need to blow up the blueberry, up to the size of a football stadium.

เราต้องเพิ่มขนาดของผลบลูเบอรี่ ให้ใหญ่เท่าสเตเดียมฟุตบอล

So imagine a ball the size of a football stadium,

จินตนาการการว่าลูกบอลนี้ ใหญ่เท่าสเตเดียมฟุตบอล

and right smack dab in the center of the atom,

และที่อยู่ตรงกลางของอะตอมนั้น

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

เราก็จะเจอนิวเคลียส และคุณก็จะเห็น

And it would be the size of a small marble.

ขนาดของมันนั้นใหญ่เท่ากับลูกแก้วเล็กๆ

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

และมากไปกว่านั้น ถ้าผมไม่ได้ทำให้คุณสับสนในตอนนี้

Let's consider the atom some more.

เรามาพิจารณาอะตอมให้มากกว่าเดิม

It contains protons, neutrons and electrons.

มันประกอบไปด้วย โปรตอน นิวตรอน และอิลเล็กตรอน

The protons and neutrons live inside of the nucleus,

โปรตอน และนิวตรอน อาศัยอยู่ในนิวเคลียส

and contain almost all of the mass of the atom.

ซึ่งมันเป็นมวลทั้งหมดของอะตอม

Way on the edge are the electrons.

ตามขอบนอกนั้นคืออิเล็กตรอน

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

ดังนั้นถ้าอะตอมเป็นลูกบอล ที่มีขนาดเท่าสเตเดียมฟุตบอล

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

ซึ่งมีนิวเคลียสอยู่ที่ตรงกลาง และมีอิเล็กตรอนอยู่รอบๆ

what is in between the nucleus and the electrons?

แล้วมีอะไรอยู่ตรงกลางระหว่างนิวเคลียส และอิเล็กตรอน

Surprisingly, the answer is empty space.

น่าตกใจ ที่คำตอบนั้นคือ มันเป็นช่องว่าง

(Wind noise)

(เสียงลมพัดผ่าน)

That's right. Empty!

ใช่แล่ว มันว่างเปล่า !

ระหว่างนิวเคลียส และอิเล็กตรอน มันเป็นช่องว่างขนาดใหญ่

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

Now, technically there are some electromagnetic fields,

ตอนนี้ ตามเทคนิคแล้ว ตรงนั้นจะมีสนามแม่เหล็กไฟฟ้า

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

แต่ในเชิงวัตถุแล้ว มันว่างเปล่า

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

จำไว้ว่ามันมีที่ว่างขนาดใหญ่ ภายในผลของบลูเบอรี่

which is inside the Earth,

ซึ่งมันอยู่ในโลก

which really are the atoms in the grapefruit.

เหมือนกับที่มีอะตอม อยู่ในส้มโอ

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

โอเค อีกสิ่งหนึ่ง ถ้าผมสามารถทำให้มันแปลกประหลาดมากขึ้น

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

จากที่มวลทั้งหมดของอะตอมนั้น อยู่บริเวณนิวเคลียส

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

ตอนนี้ มันก็มีมวลบางส่วน ที่มาจากอิเล็กตรอน

but most of it is in the nucleus --

แต่ส่วนใหญ่ก็ยังคงมาจากนิวเคลียส

how dense is the nucleus?

นิวเคลียสหนาแน่นเท่าไรกัน

Well, the answer is crazy.

คำตอบนั้นฟังดูบ้า

The density of a typical nucleus

ความหนาแน่นโดยคร่าวๆของนิวเคลียส

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

คือ 4 คูณ 10 ยกกำลัง 17 กิโลกรัม/ลูกบาศก์เมตร

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

แต่มันฟังดูยากที่จะนึกภาพ โอเค งั้นทำให้เป็นหน่วยอังกฤษ

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

2.5 คูณ 10 ยกกำลัง 16 ปอน/ลูกบาศก์ฟุต

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

โอเค มันก็ยังคงยากที่จะนึกภาพอยู่ดี

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

โอเค นี่คือสิ่งที่ผมจะทำ

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

โดยสร้างกล่องขนาด 1 ฟุต x 1 ฟุต x 1 ฟุต

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

และตอนนี้ เรามาเอา นิวเคลียสทั้งหมดจากรถนี้กัน

Now, cars on average weigh two tons.

รถหนึ่งคันมีน้ำหนักเฉลี่ย 2 ตัน

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

จะต้องใส่รถ ลงไปในกล่องกี่คัน

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

เพื่อให้กล่อง 1 ฟุตนี้ มีความหนาแน่นเท่านิวเคลียส

Is it one car? Two?

รถประมานคัน สองคัน ?

How about 100?

หรือ 100 คัน

Nope, nope and nope.

ไม่ ไม่ และไม่ใช่

The answer is much bigger.

คำตอบนั้นใหญ่กว่ามาก

It is 6.2 billion.

เป็นจำนวนถึง 6.2 พันล้าน

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

จำนวนนี้มันเท่ากับ จำนวนประชากรมนุษย์บนโลกเลยทีเดียว

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

ดังนั้นถ้าทุกคนในโลก มีรถเป็นของตนเอง

and they don't --

ซึ่งที่จริงไม่

(Cars honking)

(เสียงรถบีบแตร)

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

และเราก็เอารถเหล่านี้ มาใส่ในกล่อง

That would be about the density of a nucleus.

นั่นจะหมายถึง ความหนาแน่นของนิวเคลียส

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

ใช่ ผมพูดถึงถ้าเอารถ ทุกคันในโลก

and put it into your one-foot box,

มาใส่ในกล่องขนาดหนึ่งฟุต

คุณก็จะได้ความหนาแน่น ของนิวเคลียส 1 อัน

you would have the density of one nucleus.

OK, let's review.

โอเค เรามาทบทวนกัน

The atom is really,

อะตอมนั้น

really, really small.

สุดแสนจะเล็กเอามากๆ

Think atoms in a grapefruit like blueberries in the Earth.

เปรียบดั่งอะตอมในผลส้มโอ เป็นบลูเบอรี่ในโลก

The nucleus is crazy small.

นิวเคลียสนั่นเล็กมากจริงๆ

Now look inside the blueberry,

แล้วมามองดูภายในผลบลูเบอรี่

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

แล้วขยายมันให้ใหญ่ เท่าขนาดสเตเดียมฟุตบอล

and now the nucleus is a marble in the middle.

แล้วตอนนี้นิวเคลียส ก็เป็นลูกแก้วที่อยู่ตรงกลาง

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

อะตอมนั้นประกอบด้วย พื้นที่ว่างมากมาย

That's weird.

น่าอัศจรรย์

The nucleus has a crazy-high density.

นิวเคลียสก็มีความหนาแน่นที่มหาศาลมากๆ

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

ให้คิดว่าเป็นกล่อง 1 ฟุต ที่มีรถทั้งโลกอยู่ในนั้น

I think I'm tired.

ผมคิดว่าผมเหนื่อยแล้วล่ะ