Porque é o carbono mais abundante que o ouro no universo, e de onde vêm estas substâncias? Esperamos que esta questão seja respondida até ao fim desta secção relacionada com os blocos de construção que constituem todo o universo. Perceber estas unidades básicas permite-nos manipular as suas propriedades para melhorar as nossas tecnologias e para a satisfação das nossas necessidades em constante mudança. Tudo, desde o mais pequeno chip no seu iPad, a si, até as maiores galáxias do universo, são constituídas por aquilo que hoje chamamos de átomos. O estudo dos átomos e os seus comportamentos levou a umas descobertas bastante interessantes e úteis, sem as quais não existiria sequer um iPad. Continue nesta secção e aprenda sobre os constituintes básicos da árvore que consegue observar da sua janela, bem como de si mesmo!

Se lhe pedissem para imaginar uma maçã, incluindo o seu comportamento, a sua aparência e o seu tamanho comparativamente a outros objetos, o faria sem problemas. Isto acontece sobretudo, embora sem nos apercebermos, porque uma maçã é da mesma ordem de grandeza que o mundo com o que regularmente interagimos. Também é fácil visualizar, por exemplo, um computador ou outro Ser Humano. Tentar imaginar um único grão de areia ou a escala avassaladora das montanhas comparativamente a nós mesmos é bem mais complicado. Isto é a razão por que as nossas mentes têm tanta dificuldade em compreender a escala do universo, ou o tamanho de um átomo.

O raio atómico médio é da ordem de 10^-10 m, um milhão de milhões de vezes menor do que a escala em que geralmente vemos e interagimos. Já a dimensão da nossa galáxia, a Via Láctea, é da ordem de 10²⁰ m, mais de mil milhões de milhões de vezes maior do que nós. Estas enormes diferenças tornam difícil compreender os conceitos que descrevem o funcionamento destes objetos. Significam também que observá-los para aprofundar o nosso conhecimento é complicado e exige instrumentos sofisticados. Os átomos podem ser observados com um microscópio de varrimento por efeito de túnel e podem mesmo ser deslocados de modo a formar padrões. No entanto, operar este tipo de máquina assemelha-se a tentar construir uma casa de Lego usando luvas de boxe. A diferença entre a nossa escala e a escala dos átomos torna o seu estudo e a sua manipulação um verdadeiro desafio. Nas escalas maiores, a simples distância de milhares de milhões de anos-luz até outras galáxias torna muito difícil observá-las e interpretar o que vemos.
Para tornar um pouco mais fácil trabalhar com números tão grandes e tão pequenos, dispomos de uma convenção de nomes, apresentada abaixo, para as diferentes ordens de grandeza. O comprimento de onda, por exemplo, é habitualmente indicado em nanómetros, e as distâncias a objetos astronómicos em megaparsecs.

Nome	O Número	Prefixo	Símbolo
bilião	1 000 000 000 000	tera	T
mil milhões	1 000 000 000	giga	G
milhão	1 000 000	mega	M
milhar	1 000	quilo	k
centena	100	hecto	h
dezena	10	deka	da
unidade	1
décima	0,1	deci	d
centésima	0,01	centi	c
milésima	0,001	mili	m
milionésima	0,000 001	micro	µ
mil milionésima	0,000 000 001	nano	n
bilionésima	0,000 000 000 001	pico	p

Poderá pensar que, em escalas tão diferentes, não pode existir qualquer ligação entre os átomos e as galáxias. No entanto, os cientistas perceberam há relativamente pouco tempo que não é possível compreender plenamente os processos que ocorrem dentro de uma galáxia sem compreender de que ela é feita ao nível mais básico dos átomos e abaixo dele. A física nuclear, em particular, atravessa este enorme fosso entre escalas, como verá num capítulo posterior sobre as estrelas e o processo criticamente importante da nucleossíntese estelar.
Vamos agora observar com mais detalhe a matéria que constitui tudo aquilo que vemos >