Greece

Γιατί ο άνθρακας είναι πιο άφθονος από το χρυσό στο σύμπαν και από πού προέρχονται αυτές οι ουσίες; Αυτή η ερώτηση ελπίζουμε να απαντηθεί στο τέλος αυτής της ενότητας σχετικά με τα δομικά στοιχεία που αποτελούν ολόκληρο το σύμπαν. Η κατανόηση αυτών των βασικών μονάδων μας επιτρέπει να χειριζόμαστε τις ιδιότητές τους για να προωθήσουμε τις τεχνολογίες μας και να τις ικανοποιήσουμε στις συνεχώς μεταβαλλόμενες ανάγκες μας. Τα πάντα, από το μικρότερο τσιπ υπολογιστή στο iPod σας ως εσάς και τους μεγαλύτερους γαλαξίες του σύμπαντος, αποτελούνται από αυτό που σήμερα ονομάζουμε άτομα. Η μελέτη των ατόμων και των συμπεριφορών τους οδήγησε σε μερικές πολύ ενδιαφέρουσες και χρήσιμες ανακαλύψεις, χωρίς τις οποίες δεν θα υπήρχε καθόλου ένα iPod. Διαβάστε αυτήν την ενότητα και μάθετε για τα βασικά συστατικά του δέντρου που μπορείτε να δείτε από το παράθυρό σας, καθώς και τον εαυτό σας!

Εάν σας ζητηθεί να φανταστείτε ένα μήλο, συμπεριλαμβανομένου του τρόπου με τον οποίο συμπεριφέρεται, του τι φαίνεται και του μεγέθους του σε σύγκριση με άλλα αντικείμενα, θα έχετε πολύ λίγα προβλήματα. Αυτό συμβαίνει κυρίως επειδή, αν και δεν το συνειδητοποιούμε πραγματικά, ένα μήλο είναι της ίδιας τάξης μεγέθους με τον κόσμο στον οποίο αλληλεπιδρούμε τακτικά. Είναι επίσης εύκολο, για παράδειγμα, να απεικονίσετε έναν υπολογιστή ή έναν άλλο άνθρωπο. Προσπαθώντας να φανταστούμε έναν ενιαίο κόκκο άμμου ή την απόλυτη κλίμακα των βουνών σε σύγκριση με τον εαυτό μας είναι πολύ πιο δύσκολο. Αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο η φαντασία μας δυσκολεύεται να κατανοήσει την κλίμακα του σύμπαντος, για παράδειγμα, ή το μέγεθος ενός ατόμου.

Η μέση ατομική ακτίνα είναι της τάξεως των 10-10 μέτρων, εκατομμύρια δισεκατομμύρια φορές μικρότερη από την κλίμακα την οποία γενικά βλέπουμε και με την οποία αλληλεπιδρούμε. Αντίθετα, το μέγεθος του γαλαξία μας είναι στην κλίμακα των 1020 μ., περισσότερο από ένα δισεκατομμύριο δισεκατομμύρια φορές μεγαλύτερο από εμάς. Αυτές οι τεράστιες διαφορές καθιστούν δύσκολη την κατανόηση των εννοιών της λειτουργίας αυτών των αντικειμένων. Σημαίνει επίσης ότι η παρατήρησή τους για την περαιτέρω κατανόηση είναι δύσκολη και απαιτεί πολύπλοκα μέσα. Τα άτομα μπορούν να παρατηρηθούν χρησιμοποιώντας ένα μικροσκόπιο σάρωσης, και μπορούν ακόμη να μετακινηθούν σε μοτίβα. Ωστόσο, η λειτουργία αυτού του είδους μηχανήματος είναι παρόμοια με την προσπάθεια να οικοδομήσουμε ένα σπίτι με τουβλάκια Lego ενώ φοράμε γάντια του μποξ. Η διαφορά μεταξύ της δικής μας κλίμακας και της κλίμακας των ατόμων καθιστά τη μελέτη και το χειρισμό τους μια πραγματική πρόκληση. Στις μεγαλύτερες κλίμακες, η απόσταση των δισεκατομμυρίων ετών φωτός ως άλλους γαλαξίες τους κάνει δύσκολη την παρατήρηση και την ερμηνεία αυτών που βλέπουμε.
Προκειμένου να καταστήσουμε ελαφρώς ευκολότερη την εργασία με τόσο μεγάλους και μικρούς αριθμούς, έχουμε μια σύμβαση ονομασίας, που φαίνεται παρακάτω, για τις διαφορετικές τάξεις μεγέθους. Το μήκος κύματος, για παράδειγμα, συνήθως αναφέρεται σε νανόμετρα, ενώ οι αποστάσεις των αστρονομικών αντικειμένων σε megaparsecs.

Όνομα Ο Αριθμός Πρόθεμα Σύμβολο
τρισεκατομμύριο 1,000,000,000,000 τέρα T
δισεκατομμύριο 1,000,000,000 γίγα G
εκατομμύριο 1,000,000 μέγα M
χίλια 1,000 κίλο k
εκατό 100 έκτο h
δέκα 10 δέκα da
μονάδα 1    
δέκατο 0.1 ντέσι d
εκατοστό 0.01 σέντι c
χιλιοστό 0.001 μίλλι m
εκατομμυριοστό 0.000 001 μίκρο µ
δισεκατομμυριοστό 0.000 000 001 νάνο n
τρισεκατομμυριοστό 0.000 000 000 001 πίκο p

Μπορεί να σκεφτείτε ότι σε τέτοιες διαφορετικές κλίμακες δεν υπάρχει σύνδεση μεταξύ των ατόμων και των γαλαξιών. Ωστόσο, οι επιστήμονες έχουν αρκετά πρόσφατα συνειδητοποιήσει ότι δεν μπορείς να καταλάβεις πλήρως τις διαδικασίες μέσα σε έναν γαλαξία χωρίς να καταλάβεις πώς είναι φτιαγμένο στο πιο βασικό επίπεδο ατόμων και ακόμη μικρότερο. Η πυρηνική φυσική, ειδικότερα, καλύπτει το μεγάλο χάσμα των κλιμάκων, όπως θα δούμε σε ένα μεταγενέστερο κεφάλαιο σχετικά με τα αστέρια και την σημαντική διαδικασία της αστρικής πυρηνοσύνθεσης.
Θα συνεχίσουμε να εξετάζουμε την ύλη που συνθέτει όλα όσα βλέπουμε με περισσότερες λεπτομέρειες. >