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Perchè il carbonio é più abbondante dell'oro nell'Universo, da dove provengono queste sostanze? La risposta a questa domanda verrà data alla fine di questa sezione riguardante i mattoni che costituiscono l'intero Universo. Capire queste unità basilari ci permette di manipolare le loro proprietà per far progredire le nostre tecnologie e provvedere ai sempre nuovi bisogni. Qualsiasi cosa, dal più piccolo chip nel tuo iPod, a te , fino alle più estese galassie nell'Universo, é formata da quelle cose che adesso chiamiamo atomi. Lo studio degli atomi e del loro comportamento ha condotto a molte scoperte interessanti ed utili, senza le quali un iPod non esisterebbe proprio. Leggi attentamente questa sezione ed impara i costituenti di base di quell'albero che puoi vedere dalla tua finestra, come pure di te stesso!

Se ti venisse chiesto di immaginare una mela, compreso come funziona, a che cosa assomiglia e le sue dimensioni rispetto ad altri oggetti, non avresti alcuna difficoltà. Questo é vero perchè, sebbene non ce ne accorgiamo, le dimensioni di una mela hanno lo stesso ordine di grandezza del mondo con il quale interagiamo regolarmente. É anche facile, per esempio, visualizzare un computer o un altro essere umano. Tentare di immaginare un singolo granello di sabbia o la semplice altezza di una montagna comparata a noi stessi é di gran lunga più complesso. Questo é il motivo per cui la nostra immaginazione ha una certa difficoltà nel comprendere la scala dell'Universo, per esempio, o le dimensioni di un atomo.

Il raggio atomico medio é dell'ordine di 10-10 m, un miliardo di volte più piccolo della scala alla quale generalmente vediamo ed interagiamo. Mentre le dimensioni della nostra galassia, la Via Lattea, é sulla scala dei 1020 m, più di un miliardo di miliardi di volte più estesa di noi. Queste enormi differenze rendono difficile comprendere il funzionamento di questi oggetti. Inoltre significa che osservare quesi oggetti per comprenderli meglio é un lavoro arduo, che richiede strumenti complicati. Gli atomi possono essere studiati usando un microscopio a scansione per effetto tunnell, e possono anche essere spostati in campioni. Comunque, adoperare questa sorta di strumenti é come tentare di costruire una casa di Lego indossando i guanti da boxe. La differenza tra la nostra scala e la scala degli atomi rende il loro studio e manipolazione una vera sfida. A grandi scale, la semplice distanza di miliardi di anni luce da altre galassie rende l'osservare e l'interpretare quello che vediamo molto difficile.
Allo scopo di facilitare leggermente il lavoro con tali grandi e piccoli numeri, noi abbiamo una convenzione, mostrata sotto, per i differenti ordini di grandezza. La lunghezza d'onda, per esmpio, viene di solito espressa in nanometri, o le distanze di oggetti astronomici in megaparsec.

Nome Numero Prefisso Simbolo
trilione 1 000 000 000 000 tera T
miliardo 1 000 000 000 giga G
milione 1 000 000 mega M
mille 1 000 kilo k
cento 100 hecto h
dieci 10 deka da
unità 1    
decimo 0.1 deci d
centesimo 0.01 centi c
millesimo 0.001 milli m
milionesimo 0.000 001 micro µ
miliardesimo 0.000 000 001 nano n
triliardesimo 0.000 000 000 001 pico p

Potresti pensare che a tali scale così differenti non ci possano essere connessioni tra atomi e galassie. Tuttavia, gli scienziati hanno realizzato abbastanza recentemente che non puoi capire completamente i processi dentro una galassia senza capire che cosa accade al livello più basilare degli atomi e più in piccolo. La fisica nucleare, in particolare, separa i grandi intervalli delle scale, come potrai vedere in un capitolo successivo riguardante le stelle e il processo critico della nucleosintesi stellare.
Adesso proseguiremo considerando la materia che costituisce qualsiasi cosa in maggior dettaglio >