1
00:00:00,240 --> 00:00:04,040
Atome sind absurd und unglaublich klein.

2
00:00:04,180 --> 00:00:06,760
Ein einzelnes menschliches Haar ist
ungefähr so dick,

3
00:00:06,760 --> 00:00:10,160
wie 500.000 Kohlenstoffatome
übereinander gestapelt.

4
00:00:10,460 --> 00:00:15,400
Schau auf deine Faust: sie enthält
Billionen und Aberbillionen von Atomen.

5
00:00:15,600 --> 00:00:19,779
Wenn ein Atom davon so groß
wie eine Murmel wäre, wie groß
wäre dann deine Faust?

6
00:00:19,920 --> 00:00:24,820
Nunja... etwa so groß wie die Erde.
Hmm... immer noch schwer vorzustellen?

7
00:00:24,820 --> 00:00:26,260
Probieren wir etwas anderes.

8
00:00:32,659 --> 00:00:34,116
Schau auf deinen kleinen Finger.

9
00:00:34,116 --> 00:00:37,833
Stell dir vor, dass seine Spitze so groß ist
wie der Raum, in dem zu gerade sitzt.

10
00:00:38,203 --> 00:00:40,448
Fülle jetzt den Raum mit Reiskörnern.

11
00:00:40,818 --> 00:00:43,715
Ein Reiskorn stellt eine Zelle deiner Fingerspitze dar.

12
00:00:44,313 --> 00:00:46,305
Jetzt zoomen wir auf das Reiskorn.

13
00:00:46,475 --> 00:00:50,137
Eine Zelle ist jetzt so groß wie der Raum,
in dem du gerade sitzt.

14
00:00:50,745 --> 00:00:54,845
Den Raum füllen wir erneut mit Reis.
Das ist ungefähr die Größe eines Proteins.

15
00:00:55,380 --> 00:00:59,170
Jetzt füllen wir den leeren Raum
zwischen den Reiskörnen

16
00:00:59,174 --> 00:01:00,549
mit feinen Sandkörnern.

17
00:01:00,989 --> 00:01:04,208
Ungefähr so klein sind Atome.

18
00:01:04,875 --> 00:01:06,571
Woraus besteht ein Atom?

19
00:01:06,960 --> 00:01:10,176
Stellen wir uns nur für eine Minute vor,
dass Atome so aussehen,

20
00:01:10,176 --> 00:01:11,844
damit es einfacher zu verstehen ist.

21
00:01:12,363 --> 00:01:15,058
Ein Atom besteht aus drei Elementarteilchen:

22
00:01:15,058 --> 00:01:18,147
Neutronen, Protonen und Elektronen.

23
00:01:18,917 --> 00:01:22,915
Protonen und Neutronen verbinden sich
und bilden den Atomkern,

24
00:01:22,915 --> 00:01:24,993
der von von starken Wechselwirkungen
zusammengehalten wird,

25
00:01:24,993 --> 00:01:27,743
eine der vier fundamentalen Kräften im Universum.

26
00:01:28,340 --> 00:01:31,683
Sie bestehen aus Quarks, und werden
von Gluonen zusammengehalten.

27
00:01:31,683 --> 00:01:35,026
Niemand weiß genau wie klein Quarks sind.

28
00:01:35,026 --> 00:01:38,369
Wir glauben, dass sie wortwörtlich
Punkte sein können, wie in der Geometrie.

29
00:01:38,369 --> 00:01:41,529
Versuche sie dir als Null-Dimensional vorzustellen.

30
00:01:41,760 --> 00:01:43,986
Wir vermuten, dass Quarks und Elektronen

31
00:01:43,986 --> 00:01:46,707
die grundlegendsten Komponenten
der Materie im Universum sind.

32
00:01:47,333 --> 00:01:53,530
Elektronen umkreisen den Atomkern.
Sie bewegen sich mit einer Geschwindigkeit
von über 2.200 km/s,

33
00:01:53,530 --> 00:01:57,120
schnell genug, um in knapp über 18 Sekunden
die Erde zu umkreisen.

34
00:01:57,120 --> 00:02:01,440
Wir denken, dass Elektronen, genauso wie Quarks,
grundlegende Teilchen sind.

35
00:02:01,640 --> 00:02:07,680
99,999999999999%

36
00:02:07,680 --> 00:02:12,740
des Volumens eines Atoms ist einfach
leerer Raum... Außer, dass es das nicht ist.

37
00:02:13,260 --> 00:02:18,920
Was wir als Leere wahrnehmen ist in Wirklichkeit
ein Raum, der mit Quantenfluktuationen gefüllt ist,

38
00:02:18,920 --> 00:02:23,540
Felder, die eine potenzielle Energie haben,
und die sich spontan auf- und abbauen.

39
00:02:23,600 --> 00:02:28,160
Diese Fluktationen haben einen grundlegenden
Einfluss darauf, wie geladene Partikel interagieren.

40
00:02:28,170 --> 00:02:30,070
Aber das ist ein Thema für ein weiteres Video.

41
00:02:30,400 --> 00:02:34,120
Wie viel Raum füllen der Kern und
die Elektronen wirklich aus?

42
00:02:34,380 --> 00:02:39,136
Wenn du den Platz zwischen der Atomkerne
vom Empire State Building abziehen würdest,

43
00:02:39,136 --> 00:02:41,032
würde es etwa so groß wie ein Reiskorn sein.

44
00:02:41,312 --> 00:02:44,780
Alle Atome der Menschheit würden in einen
Teelöffel passen.

45
00:02:45,020 --> 00:02:48,890
Es gibt extreme Objekte,
wo Zustände, wie diese, wirklich existieren.

46
00:02:49,073 --> 00:02:52,646
In einem Neutronenstern sind Atomkerne
so stark verdichtet,

47
00:02:52,646 --> 00:02:57,180
dass die Masse von drei Sonnen in ein
nur wenige Kilometer breites Objekt passen würde.

48
00:02:57,440 --> 00:03:00,840
Im Übrigen, wie sehen Atome überhaupt aus?

49
00:03:00,980 --> 00:03:03,320
Nunja, ungefähr so.

50
00:03:03,680 --> 00:03:07,560
Elektronen sind wie eine Wellenfunktion
und Teilchen gleichzeitig.

51
00:03:07,780 --> 00:03:11,400
Wir können errechnen, wo ein Elektron
zu jeder gegebenen Zeit sein könnte.

52
00:03:11,400 --> 00:03:14,410
Diese Wolken von Wahrscheinlichkeiten,
Orbitale genannt,

53
00:03:14,410 --> 00:03:18,190
sind, wo sich Elektronen mit einer
Wahrscheinlichkeit von 95% befinden.

54
00:03:18,320 --> 00:03:21,053
Die Wahrscheinlichkeit, ein Elektron zu finden,
tendiert gegen 0,

55
00:03:21,053 --> 00:03:23,376
je weiter wir uns vom Atomkern entfernen,

56
00:03:23,376 --> 00:03:27,160
sie ist aber tatsächlich nie Null,
was theoretisch bedeutet,

57
00:03:27,160 --> 00:03:30,910
dass das Elektron eines Atoms sich auf der
anderen Seite des Universums befinden könnte.

58
00:03:30,910 --> 00:03:32,536
Okay, warte eine Sekunde.

59
00:03:32,536 --> 00:03:36,082
Diese komischen Dingsdas bilden
die ganze Materie im Universum.

60
00:03:36,252 --> 00:03:38,321
Für viele Dutzend der bekannten Elementen

61
00:03:38,321 --> 00:03:42,033
brauchst du nicht viele Dutzend
Elementarteilchen, nur drei.

62
00:03:42,570 --> 00:03:46,419
Nimm ein Proton und ein Elektron,
und du hast Wasserstoff.

63
00:03:46,540 --> 00:03:49,860
Füge ein Proton und eine Neutron hinzu,
und du hast Helium.

64
00:03:50,140 --> 00:03:53,433
Füge ein paar weitere hinzu, und du bekommt
Kohlenstoff, noch ein paar mehr, Fluor,

65
00:03:53,433 --> 00:03:56,326
noch mehr, Gold, und so weiter.

66
00:03:56,326 --> 00:03:59,420
Und jedes Atom eines Elements ist gleich:

67
00:03:59,540 --> 00:04:03,200
Alle Wasserstoffatome im Universum,
zum Beispiel, sind gleich;

68
00:04:03,200 --> 00:04:07,740
der Wasserstoff in deinem Körper ist genau
der gleiche wie der Wasserstoff in der Sonne.

69
00:04:08,040 --> 00:04:11,000
Bist du jetzt verwirrt? Wir sind es zweifellos!

70
00:04:11,000 --> 00:04:14,599
Nichts auf dieser Skala des Universums
macht einen Sinn in unserer Welt,

71
00:04:14,599 --> 00:04:18,629
dabei haben wir noch gar nicht begonnen, von
Quantenmechanik oder dem
Teilchen-Zoo zu reden,

72
00:04:18,629 --> 00:04:19,881
welche noch seltsamer sind!

73
00:04:20,384 --> 00:04:24,550
Unser Modell von Atomen hat sich einige Male
geändert, seitdem wir es das erste Mal
konzipiert haben,

74
00:04:24,550 --> 00:04:27,120
und das aktuelle wird sicherlich
nicht das letzte sein.

75
00:04:27,130 --> 00:04:29,903
Also lasst uns die Wissenschaftler
und Forschung unterstützen,

76
00:04:29,903 --> 00:04:33,256
und auf die nächste Welle von
irrsinnigen neuen Informationen warten,

77
00:04:33,256 --> 00:04:37,720
über diese seltsame Welt,
die die Grundlage unserer Existenz ist.