Hvorfor finnes det mer karbon enn gull i universet, og hvor kommer disse stoffene fra? Dette spørsmålet blir forhåpentlig besvart mot slutten av dette avsnittet om byggesteinene som hele universet består av. Når vi forstår disse grunnleggende enhetene, kan vi utnytte egenskapene deres til å videreutvikle teknologien vår og tilpasse den til våre stadig skiftende behov. Alt, fra den minste databrikken i iPaden din og deg selv til de største galaksene i universet, er bygd opp av det vi i dag kaller atomer. Studiet av atomer og deres oppførsel har ført til en rekke svært interessante og nyttige oppdagelser, og uten dem ville det ikke fantes noen iPad i det hele tatt. Utforsk dette avsnittet og lær om de grunnleggende bestanddelene i treet du ser fra vinduet ditt – og i deg selv!

Hvis du ble bedt om å forestille deg et eple, hvordan det oppfører seg, hvordan det ser ut og hvor stort det er sammenlignet med andre gjenstander, ville du knapt hatt noen problemer. Det skyldes først og fremst at et eple – selv om vi ikke egentlig tenker over det – har samme størrelsesorden som verdenen vi vanligvis forholder oss til. Det er for eksempel også lett å se for seg en datamaskin eller et annet menneske. Det er langt vanskeligere å forestille seg et enkelt sandkorn eller fjellenes enorme størrelse sammenlignet med oss selv. Det er derfor fantasien vår har så vanskelig for å fatte for eksempel universets størrelse eller størrelsen på et atom.

Den gjennomsnittlige atomradien er av størrelsesorden 10^-10 m, en million milliarder ganger mindre enn den skalaen vi vanligvis ser og handler i. Vår galakse, Melkeveien, har derimot en størrelse på rundt 10²⁰ m, mer enn en milliard milliarder ganger større enn oss. Disse enorme forskjellene gjør det vanskelig å forstå hvordan disse objektene fungerer. Det betyr også at det er vanskelig å observere dem for å lære mer, og at det krever avanserte instrumenter. Atomer kan observeres med et sveipetunnelmikroskop og kan til og med flyttes slik at de danner mønstre. Å betjene en slik maskin er imidlertid omtrent som å prøve å bygge et legohus med boksehansker på. Forskjellen mellom vår skala og atomenes skala gjør det til en virkelig utfordring å studere og manipulere dem. I de store skalaene gjør de enorme avstandene på milliarder av lysår til andre galakser det svært vanskelig å observere dem og tolke det vi ser.
For å gjøre det litt lettere å arbeide med så store og så små tall har vi en navnekonvensjon for de ulike størrelsesordenene, som vist nedenfor. Bølgelengder oppgis for eksempel vanligvis i nanometer, og avstander til astronomiske objekter i megaparsec.

Navn	Tallet	Prefiks	Symbol
billion	1 000 000 000 000	tera	T
milliard	1 000 000 000	giga	G
million	1 000 000	mega	M
tusen	1 000	kilo	k
hundre	100	hekto	h
ti	10	deka	da
enhet	1
tidel	0,1	desi	d
hundredel	0,01	centi	c
tusendel	0,001	milli	m
milliondel	0,000 001	mikro	µ
milliarddel	0,000 000 001	nano	n
billiondel	0,000 000 000 001	piko	p

Man skulle tro at det på så forskjellige skalaer ikke kan være noen sammenheng mellom atomer og galakser. Forskerne har imidlertid i nyere tid innsett at man ikke fullt ut kan forstå prosessene i en galakse uten å forstå hva den består av på det mest grunnleggende nivået – atomene og det som er enda mindre. Særlig kjernefysikken spenner over den store kløften mellom skalaene, som du vil se i et senere kapittel om stjernene og den svært viktige prosessen som kalles stjernenes nukleosyntese.
Vi skal nå se nærmere på materien som alt vi ser, er bygd opp av >