Die Größe eines Elektrons im Vergleich zu einem Atom und einem Chromosom

Der Mensch hat eine natürliche Fähigkeit, verschiedene Objekte zu vergleichen und zu kontrastieren. Mit sensorischen Eingaben sind Menschen in der Lage, Objekte zu klassifizieren und mentale Modelle der Welt zu erstellen. Aber wenn man den normalen Bereich der menschlichen Wahrnehmung verlässt, ist diese Klassifizierung nicht so einfach. Mikroskopische Objekte sind alle "klein". Tatsächlich können die Größenunterschiede zwischen mikroskopischen Objekten weitaus dramatischer sein als die Größenunterschiede, denen Sie im täglichen Leben begegnen. Die unterschiedlichen Größen von Chromosomen, Atomen und Elektronen zeigen dies.

Der Mensch kann Objekte bis zu einer Länge von etwa 0,1 Millimeter sehen. Das ist kleiner als ein Salzkorn. Sie haben wahrscheinlich eine ziemlich gute Vorstellung von der relativen Größe von beispielsweise einem Salzkorn, einem Basketball und einem Bus. Aber wenn Sie kleiner oder größer werden, sind Größenvergleiche viel schwieriger. Selbst wenn Sie beispielsweise Rhode Island und den Grand Canyon besucht haben, wissen Sie wahrscheinlich nicht, was ist größer – Sie können es nachschlagen oder herausfinden, aber Sie haben kein natürliches Gefühl für Größe, wenn es einmal zugeht groß. Nehmen wir nur zur Veranschaulichung an, dass Sie ein natürliches Gefühl für die Größe von Objekten von 0,1 Millimeter bis etwa 100 Kilometer Länge haben. Das heißt, Sie haben ein Gespür für Objekte, deren Maßstab um den Faktor einer Milliarde variiert.

Elektronen sind so klein, dass sie nach ganz anderen Regeln agieren als diejenigen, die Objekte steuern, die Sie direkt wahrnehmen können. Sie wirken manchmal wie Kugeln, manchmal wie Wolken und manchmal wie Wellen. Sie können ihre Größe nicht auf die gleiche Weise messen, wie Sie die Größe eines Baseballs messen können. Selbst wenn man auf die Größe eines Elektrons schrumpfen könnte, könnte man es nicht messen, weil es schwer wäre zu entscheiden, wo seine Kante war. Elektronen sind so klein, dass niemand ihre Größe bestimmen konnte, aber sie haben ihren größten Radius berechnet, und das ist ein milliardstel milliardstel Meter.

Ein Atom besteht aus einem relativ schweren Kern, der von einer Elektronenwolke umgeben ist. Noch einmal, wenn Sie auf die Größe eines Atoms schrumpfen, würde es Ihnen schwer fallen, sich zu entscheiden, wie man seinen Rand definiert, aber Sie könnten eine Vermutung anstellen. Wenn sich Atome zu Molekülen verbinden, nähern sie sich in einer bestimmten Entfernung. Sie können sich das als den Abstand vorstellen, in dem die beiden Atome gegeneinander "stoßen". Nach dieser Definition haben Atome einen Radius von etwa einem zehnmilliardstel Meter. Das heißt, sie sind etwa 100 Millionen Mal größer als Elektronen.

Chromosomen gibt es in verschiedenen Formen und Größen. Stellt man sich ein Chromosom als eine lange Schnur vor, dann verschmilzt die Schnur manchmal zu einem Garnknäuel, und manchmal wickelt sie sich wie ein aufgewickelter Schlauch zusammen. Wenn man die Größe aller Atome im kleinsten menschlichen Chromosom addiert, hat man 1.600.000 Atome. Würden sie alle in einer Linie aufgereiht, wäre die Linie etwa zwei Zehntel Millimeter lang. Das ist 20 Billionen Mal größer als ein Elektron. Anders gesagt: Wenn ein Elektron die Größe eines Salzkorns hätte, wäre ein Chromosom zwei Drittel der Entfernung von der Erde zur Sonne. Der Unterschied zwischen der Größe eines Elektrons und der Größe eines Chromosoms ist viel größer als der Unterschied zwischen den kleinsten und größten Objekten, die Sie fühlen können.