WEBVTT

00:00:00.240 --> 00:00:04.040
Атомы — невероятно маленькие штуки.

00:00:04.180 --> 00:00:10.300
Человеческий волос имеет толщину в
примерно 500 000 атомов углерода.

00:00:10.580 --> 00:00:15.400
Посмотрите на свой кулак; он состоит из
триллионов и триллионов атомов.

00:00:15.600 --> 00:00:18.240
Если бы каждый атом был размером в пару
сантиметров,

00:00:18.240 --> 00:00:19.980
какого размера был бы ваш кулак?

00:00:19.980 --> 00:00:24.840
Размером с Землю.
Всё ещё трудно представить?

00:00:24.960 --> 00:00:26.780
Давайте попробуем по-другому.

00:00:32.659 --> 00:00:34.826
Посмотрите на свой мизинец и представьте,

00:00:34.826 --> 00:00:37.713
что он размером с комнату, в которой
вы сидите.

00:00:38.353 --> 00:00:43.840
Заполните комнату рисом; каждое зёрнышко —
это одна клетка кончика вашего мизинца.

00:00:44.300 --> 00:00:50.340
Увеличим одно зёрнышко; теперь одна клетка
имеет размер с вашу комнату.

00:00:50.830 --> 00:00:55.240
Давайте снова заполним комнату рисом.
Это примерно размер белка́.

00:00:55.380 --> 00:01:00.580
Теперь давайте заполним всё пространство
между зёрнышками мелким песком.

00:01:01.140 --> 00:01:04.260
Примерно такой размер имеют атомы.

00:01:04.560 --> 00:01:06.760
Из чего же сделаны атомы?

00:01:07.120 --> 00:01:11.920
Давайте для простоты будем считать, будто
атомы выглядят вот так.

00:01:12.340 --> 00:01:18.300
Атомы состоят из трёх элементарных частиц:
нейтронов, протонов и электронов.

00:01:18.680 --> 00:01:22.919
Протоны и нейтроны образуют атомное ядро,

00:01:22.919 --> 00:01:24.998
которое держится на сильном
взаимодействии —

00:01:24.998 --> 00:01:28.159
одной из четырёх фундаментальных сил
во Вселенной.

00:01:28.340 --> 00:01:31.863
Они состоят из кварков и скреплены
глюонами.

00:01:31.863 --> 00:01:35.026
Никто не знает, какого размера кварки
на самом деле.

00:01:35.026 --> 00:01:38.369
Мы думаем, что они могут буквально быть
геометрическими точками.

00:01:38.369 --> 00:01:41.529
Представляйте, что они нуль-мерные.

00:01:41.760 --> 00:01:43.816
Мы подозреваем, что кварки и электроны —

00:01:43.816 --> 00:01:46.932
фундаментальные частицы материи
во Вселенной.

00:01:47.402 --> 00:01:53.660
Электроны обращаются вокруг атомного ядра
со скоростью около 2 200 км/с,

00:01:53.660 --> 00:01:57.120
что достаточно, чтобы облететь Землю за
чуть больше 18 секунд.

00:01:57.120 --> 00:02:01.440
Как и кварки, электроны считаются
фундаментальными частицами.

00:02:01.640 --> 00:02:07.120
99,999999999999%

00:02:07.120 --> 00:02:12.740
объёма атома — пустое пространство.
Только не совсем пустое.

00:02:13.260 --> 00:02:18.940
То, что мы считаем пустотой, на самом деле
заполнено квантовыми колебаниями —

00:02:18.940 --> 00:02:23.540
полями с потенциальной энергией, спонтанно
образующимися и исчезающими.

00:02:23.600 --> 00:02:28.160
Эти колебания напрямую влияют на
взаимодействие заряженных частиц.

00:02:28.170 --> 00:02:30.070
Но об этом — в другом видео.

00:02:30.400 --> 00:02:34.120
Сколько пространства занимают
ядро и электроны?

00:02:34.380 --> 00:02:39.060
Если удалить всё межъядерное пространство
из Эмпайр-стейт-билдинга,

00:02:39.060 --> 00:02:44.780
он будет размером с рисовое зёрнышко. А
все атомы людей уместятся в чайной ложке.

00:02:45.020 --> 00:02:49.073
Существуют экстремальные объекты, где
такие состояния на самом деле встречаются.

00:02:49.073 --> 00:02:52.686
В нейтронных звёздах атомные ядра
расположены так плотно,

00:02:52.686 --> 00:02:57.180
что масса трёх Солнц умещается в объекте
размером в несколько километров.

00:02:57.440 --> 00:03:00.840
Кстати, а как атомы выглядят?

00:03:00.980 --> 00:03:03.320
Ну… примерно так.

00:03:03.680 --> 00:03:07.600
Электроны одновременно похожи на
волновые функции и частицы:

00:03:07.600 --> 00:03:11.400
можно посчитать, где электрон может
находиться в каждый момент времени.

00:03:11.400 --> 00:03:15.880
Эти облака вероятностей — орбитали —
показывают, где электрон может быть

00:03:15.880 --> 00:03:18.190
с вероятностью 95%.

00:03:18.190 --> 00:03:23.370
Вероятность найти электрон стремится к
нулю по мере отдаления от ядра,

00:03:23.370 --> 00:03:26.520
но она никогда не равна нулю, а значит,

00:03:26.530 --> 00:03:30.910
теоретически, электрон может быть на
другой стороне Вселенной от атома.

00:03:30.910 --> 00:03:36.010
Хорошо, постойте. Из этих странных
штуковин состоит вся материя Вселенной.

00:03:36.010 --> 00:03:40.770
Для десятков известных элементов не нужны
десятки элементарных частиц, лишь три.

00:03:41.099 --> 00:03:46.419
Возьмите один протон и один
электрон, и у вас получится водород.

00:03:46.540 --> 00:03:49.860
Добавьте протон и нейтрон — у вас
получился гелий.

00:03:50.140 --> 00:03:54.903
Добавьте ещё немного — углерод, ещё
немного — фтор, ещё больше — золото.

00:03:54.903 --> 00:03:56.326
И так далее.

00:03:56.326 --> 00:03:59.410
Все атомы элемента одинаковы:

00:03:59.410 --> 00:04:03.200
например, все атомы водорода одинаковы,

00:04:03.200 --> 00:04:07.740
водород в вашем теле — такой же, как
и внутри Солнца.

00:04:08.040 --> 00:04:11.000
Вы запутались? А мы запутались.

00:04:11.000 --> 00:04:14.599
При таких размерах не понятно ничего,

00:04:14.599 --> 00:04:18.599
а мы даже не начинали говорить о квантовой
механике или зоопарке частиц,

00:04:18.599 --> 00:04:19.859
что ещё страннее.

00:04:20.229 --> 00:04:24.340
Наша модель атома менялась несколько
раз с её создания,

00:04:24.340 --> 00:04:27.120
и современная модель, разумеется,
не станет последней.

00:04:27.130 --> 00:04:30.093
Так что давайте поддержим учёных и
исследователей

00:04:30.093 --> 00:04:33.446
и будем ждать следующей волны
ошеломляющей информации

00:04:33.446 --> 00:04:37.490
об этом странном мире, представляющем
собой основу нашего существования.