Если убрать пустоту

Если убрать пустоту внутри атомов, то все человечество, все живущие 7 млрд. можно уместить в один кусочек рафинада. Саша опубликовала у себя в инстаграмме отрывок из одной нашей вечерней беседы, так как у людей появились вопросы, сегодня попробую на них ответить. Начнем с видео:

https://www.instagram.com/p/BQ8JBxKl8KG/?taken-by=soboleva.alexandra

Можно представить атом, как воздушный шарик с горошинкой  в центре. Если выпустить весь воздух, то объем шарика существенно уменьшится, а значит уменьшится и объем тела, которое состоит из таких шариков-атомов. Предлагаю теперь разобраться во всем этом более подробно.

Сразу хочу предупредить, что я говорил о мысленном и весьма условном эксперименте. С точки зрения серьезной физики все не так просто и не так очевидно, и вообще, что там творится на  уровне микромира ученые еще окончательно не договорились, то ли струны трепещутся, то ли гномики с кирками купаются в квантовой пене. Но для нашего мысленного эксперимента это не помеха.

Итак, нас в школе на уроках физики учили, что все химические вещества состоят из молекул, а те, в свою очередь, из атомов.  К примеру молекула воды состоит из двух атомов водорода и одного атома кислорода, всем нам хорошо известное Н2О. Из молекул и атомов состоит  и человек, представляющий из себя достаточно сложную химическую систему.

Атом состоит из ядра и электронов, которые вращаются вокруг ядра. Обычно такое представление называют планетарной моделью, по аналогии с нашей солнечной системой. Есть ядро - типа Солнца, и есть электроны - это "планеты", которые крутятся вокруг Солнца по своим орбитам.  Модель очень упрощенная, но  удобная для понимания и дальнейших мыслительных экспериментов. На самом деле сейчас считается, что электроны не крутятся по орбитам, а размазаны по орбиталям, причем последние могут иметь совершенно отличные от круга или сферы формы.

Условная модель атома. Настоящий масштаб совершенно другой. В центре ядро, вокруг которого крутятся электроны со значком "-".

Если у нас есть ядро-Солнце и электроны-планеты, то можно рассчитать диаметр ядра и радиус орбиты, на которой летает электрон. Все расчеты весьма приблизительные, так из справочника  радиус ядра атома водорода 5*10(-16)м., а радиус атома водорода 5,3*10(−11)м.  Не смотрите на цифры, это не так важно, обратите внимание на разницу в порядках (-16 и -11), она составляет 5 нулей, т.е. внешний радиус  атома в 100 000 раз (!!!) больше, чем радиус его внутреннего ядра.

Представим, что радиус ядра 60 метров. Тогда радиус атома будет равен .... радиусу Земли. Все остальное между ядром и  электронами - пустота. Или еще сравнение - если радиус ядра атома взять как футбольный мяч (11 см), то электрон найдется на расстоянии 11*100 000=1 100 000 см= 11 000 метров = 11 км. от ядра!

Получается, что атом внутри практически "пустой".  Давайте сделаем мысленное усилие и уберем всю эту пустоту, насколько тогда сократится объем атома? Как известно из уроков геометрии, длина окружности пропорциональна радиусу, площадь - квадрату радиуса, объем - кубу от радиуса.

Если радиус отличается в 100 000 раз, тогда объем всего атома будет больше объема его маленького ядра в 1 000 000 000 000 000 раз. (сто тысяч на три раза) или 1Е15 (единица и 15 нулей)

Количество людей на планете 7 300 000 000 человек. Для простоты возьмем, что человек состоит из воды, и, в среднем, весит 70 кг, т.е. его объем 70 литров, или 0, 07 м3. тогда объем всех людей на планете - 511 000 000 м3

Разделим объем людей на 1Е15 (во столько раз уменьшится объем  атома) получим:

0,000 0005 м3 - объем всех людей без пустоты в атомах
0,000 0010 м3 - объем кубика рафинада 1 см3

Действительно все человечество можно затолкать в кубик рафинада, если убрать из атомов "пустоту".

Еще раз повторюсь, что данный эксперимент очень условный, но при этом, как пишут в анонсах к кинофильмам, основан на реальных событиях. "Пустота" внутри атома позволяет, например, 100 000 000 000 000 нейтрино  каждую секунду  совершенно незаметно пролетать сквозь наши тела.

Конечно, в реальности "прижать" электрон  к ядру не получится (например потому что он волна, или потому что  квантовая механика запрещает), поэтому атом так и останется практически  "пустым", как и мы с вами, как и все, что нас окружает.

Беда лишь в том, что никто не знает по настоящему, что такое "пустота". 

Друзья, кто дружит с математикой, перепроверьте, нигде не ошибся в расчетах?

Понравилось? Поддержите проект, поделитесь ссылкой с друзьями в соцсетях:
Смотри также разделы: Полезное Тэги: #.
Оцените статью, это важно: УжасноПлохоНормальноХорошоОтлично (8 голосов, среднее: 5,00 из 5)
Загрузка...
Чтобы не пропустить что-нибудь интересное, подпишитесь по электронной почте. Просто введите ваш e-mail и ответьте на письмо-подтверждение:

Нас уже 744 человек. Присоединяйтесь!

Отправить ответ

13 Комментарий на "Если убрать пустоту"

Уведомить о
avatar
Мирхат
Гость
Мирхат

Поскольку мы не знаем, что есть пустота, проблематично говорить про то, что ее «убрать»..вполне возможно, что оная как раз является основой ткани бытия, а т.н.элементарные частицы (и атомы с молекулами, построенные из них) — суть «рисунок на этом полотне «пустоты»..Я намеренно использую метафору, поскольку считаю, что в подобного рода рассуждениях они обычно играют ключевую роль — так уж устроены человеческие мозги, что без шнурков и картофелин нам сложно представить сущее))

Константин
Гость
Константин

Там не пустота, там квантовые флуктуации. И именно они «не дают» сколлапсировать всему сущему в кварк-глюонную плазму. Об этом хорошо Линде рассуждал, да и Грин тот же.

Мирхат
Гость
Мирхат

я, собственно, про закономерности такой самой субъективной штуки на свете, как человеческое восприятие..Ну вот, например — представление о том, что можно (пусть и мысленно) «убрать пустоту», или «сжать орбитали», или собрать атомы в кучу..Восприятие организуется в том числе про принципу «фигура-фон» («сущность-несущественное»), при этом мы привыкаем видеть в «а-томах» неделимую сущность, а когда «а-том» оказывается не таким уж «а-томным», мы ищем сущность в более «элементарных» частицах..При этом «пустота» как бы создает «несущественный» фон для этих кирпичиков Мироздания. Но ведь может быть и по-другому? Ведь странно рассуждать о том, чтобы в картине убрать тени и свет, а в тексте стихов — пробелы?
//для поддержания разговора..))

Константин
Гость
Константин

Владимир, эээ, нет! Польза безусловная. это вопрос жажды познания! Я вот, глупый, верю Богу, а потому мне в принципе несложно представить полное _ничто_, однако физики надо мною скорее всего поржут от души.

Константин
Гость
Константин

Я не спорю про пользу в целом. Оно вообще мало от чего польза есть. Но Владимир, это ж какой кайф понимать, что ты что-то понимаешь! )))

Мирхат
Гость
Мирхат

..как -то по юности определил, что все что «хорошо» — делится на два вида: «хорошо сегодня» (удовольствие) и «хорошо завтра» (польза)..Отложенное удовольствие при этом не всегда бывает очевидным (например — наличие здоровья вроде как само собой разумеющееся, самоочевидное, не требующее — и потому не всегда определяемое как специальное «удовольствие»)…

wpDiscuz