Até que ponto um átomo é pequeno? — Jonathan Bergmann

Até que ponto os átomos são pequenos? E o que há dentro deles? As respostas são espantosas, mesmo para os que acham que já sabem. Esta animação de ritmo rápido usa metáforas espetaculares (imaginem um mirtilo do tamanho de um estádio de futebol!) para nos dar uma sensação visceral dos componentes que fazem o nosso mundo.

Lição de Jonathan Bergmann, animação de Cognitive Media.

Provavelmente já sabem

que tudo é constituído por coisas
minúsculas chamadas átomos

e que um átomo é constituído
por partículas ainda mais pequenas

chamadas protões, neutrões e eletrões.

E já devem ter ouvido dizer
que os átomos são pequenos.

Mas aposto que nunca pensaram em como
os átomos são realmente pequenos.

A resposta é que eles são mesmo
muitíssimo pequenos.

E perguntam: "Até que ponto
são pequenos os átomos?"

Para perceber isso, façamos uma pergunta:

"Quantos átomos existem numa toranja?

Partamos do princípio que a toranja
é constituída apenas por átomos de azoto,

o que não é verdade, embora haja
átomos de azoto numa toranja.

Para vos ajudar a visualizar isso,
vamos inchar cada um dos átomos

até ao tamanho de um mirtilo.

De que tamanho ficaria a toranja?

Ficaria do mesmo tamanho de...

da Terra!

É uma loucura!

Então, se eu enchesse a Terra
com mirtilos,

haveria o mesmo número de átomos
de azoto que a toranja tem?

É isso mesmo!

Então, de que tamanho é o átomo?

Bem, é realmente pequeníssimo!

Sabem que mais?
As coisas ainda ficam mais loucas.

Espreitemos para dentro do átomo
— ou seja, do mirtilo.

O que é que lá vemos?

No centro do átomo
há uma coisa chamada núcleo,

que contém protões e neutrões

e, à roda dele, vemos eletrões.

Então, de que tamanho é o núcleo?

Se os átomos são como mirtilos na Terra,

de que tamanho será o núcleo?

Recordam as antigas imagens
do átomo das aulas de ciências,

em que se via um pontinho na página,
com uma seta a apontar para o núcleo?

Essas imagens não estavam
desenhadas à escala,

por isso são incorretas.

Então, de que tamanho é o núcleo?

Se rebentássemos o mirtilo
e procurássemos o núcleo...

sabem uma coisa? Ele seria invisível.

É demasiado pequeno para o podermos ver.

Ok. Vamos inchar o átomo
— o mirtilo —

até ao tamanho de uma casa.

Imaginem uma bola
da altura de uma casa de dois pisos.

Procuremos o núcleo
no centro do átomo.

Sabem que mais?
Quase não o conseguimos ver.

Para convencer a nossa cabeça
do tamanho que o núcleo tem,

precisamos de inchar o mirtilo
até ao tamanho de um estádio de futebol.

Imaginem uma bola do tamanho
de um estádio de futebol

e se mergulharmos no centro do átomo,

encontraremos o núcleo
e poderemos vê-lo.

Seria do tamanho
de um pequeno belindre.

E há mais, se ainda não estão
com a cabeça a andar à roda.

Observemos melhor o átomo.

Contém protões,
neutrões e eletrões.

Os protões e neutrões
vivem dentro do núcleo

e contêm quase toda a massa do átomo.

À roda deles estão os eletrões.

Então, se um átomo for como uma bola
do tamanho de um estádio de futebol,

com o núcleo no centro,
e os eletrões à sua volta,

o que é que há entre o núcleo
e os eletrões?

Surpreendentemente,
a resposta é um espaço vazio.

É isso. Vazio!

Entre o núcleo e os eletrões
há vastas regiões de espaço vazio.

Tecnicamente, há campos eletromagnéticos

mas, em termos de matéria,
está vazio.

Lembrem-se que esta vasta região
de espaço vazio está dentro do mirtilo

que está dentro da Terra,

que são os átomos da toranja.

Ok, mais uma coisa,
se é possível ser-se ainda mais bizarro.

Como, na prática, toda a massa
de um átomo está no núcleo

— ainda há uma pequena quantidade
de massa nos eletrões.

mas a maior parte está no núcleo —

qual é a densidade do núcleo?

A resposta é de loucos.

A densidade de um núcleo vulgar

é quatro vezes 10 elevado à 10.ª potência
de quilos por metro cúbico.

Mas isso é difícil de visualizar.
Vamos pô-lo em unidades inglesas.

2,5 vezes 10 elevado à 16.ª potência
de libras por pé cúbico.

Ok, continua difícil de visualizar.

Então, façam o seguinte.

Façam uma caixa
com 30 cm x 30 cm x 30 cm.

Agora agarremos em todos os núcleos
de um automóvel vulgar.

Os carros, em média, pesam duas toneladas.

Quantos núcleos de carros
precisaríamos de meter na caixa

para que essa caixa tivesse
a mesma densidade do núcleo?

Será de um carro? De dois?

Que tal de 100?

Não, não e não.

A resposta é e muito mais.

Seriam 6200 milhões.

É quase igual ao número
de pessoas na Terra.

Se todas as pessoas na Terra
tivessem um carro

— e não têm —

e puséssemos todos esses carros
nessa caixa...

isso seria aproximadamente
a densidade de um núcleo.

Digo-vos que, se agarrassem
em todos os carros do mundo

e os metessem numa caixa de 30 cm,

teriam a densidade de um núcleo.

Ok, vamos fazer uma revisão.

O átomo é realmente
muitíssimo pequeno.

Pensem nos átomos duma toranja
como mirtilos dentro da Terra.

O núcleo é incrivelmente pequeno.

Agora, olhem para dentro do mirtilo.

Inchem-no até ao tamanho
de um estádio de futebol.

Agora, o núcleo é um belindre no meio.

O átomo é constituído
por vastas regiões de espaço vazio.

É esquisito.

O núcleo tem uma densidade espantosa.

Pensem em pôr todos aqueles carros
numa caixa de 30 cm.

Acho que estou a ficar cansado.