Защо въглеродът е по-разпространен от златото във Вселената и от къде са дошли тези вещества? Надяваме се да отговорим на този въпрос до края на този раздел, като разгледаме основните елементи, които изграждат цялата Вселена. Разбирането на тези съставни части ни позволява да променяме техните свойства, за да развиваме технологиите си и да ги приспособим към нашите постоянно променящи се потребности. Всичко от най-малкия компютърен чип на Вашия iPod до най-големите галактики във Вселената се състои от това, което ние познаваме като атоми. Изследването на атомите и тяхното поведение е довело до някои много интересни и полезни открития, без които нямаше да има iPod изобщо. Прочетете внимателно този раздел и ще научите за основните съставни елементи на дървото, което виждате от прозореца си, както и на Вас самите!

Ако Ви помолят да си представите ябълка, включително това какво представлява, как изглежда и колко е голяма в сравнение с други обекти - няма да имате проблем. Това в голяма степен се дължи на факта, че дори да не го осъзнавате, ябълката е от същия порядък размер, както и света, с който взаимодействате ежедневно. Също така е лесно да си представите, например, компютър или друго човешко същество. Доста по-трудно е да си представите песъчинка или планинска верига в сравнение с нас самите. Това е и причината, поради която нашето въображение се затруднява да си представи мащабите на вселената или размерите на атома.

Средният радиус на атома е от порядъка на 10^-10 m - милион милиарда пъти по-малък от размерите, които сме свикнали да използваме. В същото време размерите на нашата галактика - Млечният път, е от порядъка на 10²⁰ m, или повече от милиард милиарда пъти по-голям от нас. Тези огромни разлики правят разбирането и работата с тези обекти изключително трудни. Също така това означава, че наблюдението на тези обекти е трудно и изисква сложни инструменти. Атомите могат да се наблюдават с помощта на сканиращ тунелен микроскоп, като дори могат да се подреждат в определени форми. Въпреки това, работата с такива уреди е подобно на това да се сглобява Лего с боксови ръкавици. Разликата между нашите мащаби и мащабите на атомите прави изучаването и манипулирането с тях истинско предизвикателство. При по-големите мащаби огромните разстояния от милиарди светлинни години до други галактики прави тяхното наблюдение и интерпретация на това какво сме видяли изключително сложно.
За да можем да работим по-лесно с толкова големи и малки числа, ние сме разработили система за тяхното нименоване за различните порядъци, която е представена по-долу. Например, дължината на вълната обикновено се задава в нанометри, а разстоянията между астрономическите обекти - в мегапарсеци.

Наименование	Число	Префикс	Символ
трилион	1,000,000,000,000	тера	T
милиард	1,000,000,000	гига	G
милион	1,000,000	мега	M
хиляди	1,000	кило	k
стотици	100	хекто	h
десетки	10	дека	da
единица	1
десета	0.1	деци	d
стотна	0.01	санти	c
хилядна	0.001	мили	m
милионна	0.000 001	микро	µ
милиардна	0.000 000 001	нано	n
трилионна	0.000 000 000 001	пико	p

Може би ще си помислите, че при такива разлики в мащабите не може да съществува връзка между атомите и галактиките. Въпреки това, учените сравнително скоро осъзнаха, че не може да се разберат напълно процесите в галактиките, без да се разбира от какво се състоят на най-ниско ниво - атоми и по-малки градивни частици. Ядрената физика се занимава с много голям обсег от мащаби, както ще видите по-късно в разделите за звездите и при много важния процес на звездения ядрен синтез.
Сега ще пристъпим към подробното разглеждане на материята, която изгражда всичко около нас. >