Το μέγεθος ενός ηλεκτρονίου σε σύγκριση με ένα άτομο και ένα χρωμόσωμα

Οι άνθρωποι έχουν μια φυσική ικανότητα να συγκρίνουν και να αντιπαραβάλλουν διαφορετικά αντικείμενα. Λαμβάνοντας αισθητήρια είσοδο, οι άνθρωποι μπορούν να ταξινομήσουν αντικείμενα και να δημιουργήσουν νοητικά μοντέλα του κόσμου. Αλλά όταν βγαίνετε εκτός του φυσιολογικού εύρους της ανθρώπινης αντίληψης, αυτή η ταξινόμηση δεν είναι τόσο εύκολη. Τα μικροσκοπικά αντικείμενα είναι όλα «μικρά». Στην πραγματικότητα, οι διακυμάνσεις στην κλίμακα μεταξύ μικροσκοπικών αντικειμένων μπορεί να είναι πολύ πιο δραματικές από τις διαφορές μεγέθους που συναντάτε στην καθημερινή ζωή. Τα διαφορετικά μεγέθη χρωμοσωμάτων, ατόμων και ηλεκτρονίων το αποδεικνύουν αυτό.

Οι άνθρωποι μπορούν να δουν αντικείμενα σε μήκος περίπου 0,1 χιλιοστά. Αυτό είναι μικρότερο από έναν κόκκο αλατιού. Ίσως έχετε μια πολύ καλή ιδέα για τα σχετικά μεγέθη, ας πούμε, έναν κόκκο αλατιού, ένα μπάσκετ και ένα λεωφορείο. Αλλά όταν γίνετε μικρότεροι ή μεγαλύτεροι, οι συγκρίσεις μεγέθους είναι πολύ πιο δύσκολες. Για παράδειγμα, ακόμη και αν έχετε πάει στο Ρόουντ Άιλαντ και το Γκραντ Κάνυον, πιθανώς δεν ξέρετε ποιο είναι μεγαλύτερο - μπορείτε να το αναζητήσετε ή να το καταλάβετε, αλλά δεν έχετε μια φυσική αίσθηση μεγέθους μόλις τα πράγματα γίνουν μεγάλο. Για παράδειγμα, ας υποθέσουμε ότι έχετε μια φυσική αίσθηση για το μέγεθος των αντικειμένων από 0,1 χιλιοστά σε μήκος έως περίπου 100 χιλιόμετρα σε μήκος. Αυτό σημαίνει ότι έχετε μια αίσθηση για αντικείμενα που ποικίλλουν σε κλίμακα κατά συντελεστή ενός δισεκατομμυρίου.

Τα ηλεκτρόνια είναι τόσο μικρά που δρουν με κανόνες εντελώς διαφορετικούς από αυτούς που διέπουν αντικείμενα που μπορείτε να αντιληφθείτε άμεσα. Μερικές φορές ενεργούν σαν μπάλες, μερικές φορές σαν σύννεφα και μερικές φορές σαν κύματα. Δεν μπορείτε να μετρήσετε το μέγεθός τους με τον ίδιο τρόπο που μπορείτε να μετρήσετε το μέγεθος ενός μπέιζμπολ. Ακόμα κι αν μπορούσατε να συρρικνωθείτε στο μέγεθος ενός ηλεκτρονίου, δεν θα μπορούσατε να το μετρήσετε, γιατί θα δυσκολευόσασταν να αποφασίσετε πού ήταν το άκρο του. Τα ηλεκτρόνια είναι τόσο μικρά που κανείς δεν μπόρεσε να προσδιορίσει το μέγεθός τους, αλλά έχουν υπολογίσει τη μεγαλύτερη ακτίνα τους, και αυτό είναι το ένα δισεκατομμύριο δισεκατομμυριοστό του μέτρου.

Ένα άτομο αποτελείται από έναν σχετικά βαρύ πυρήνα που περιβάλλεται από ένα σύννεφο ηλεκτρονίων. Για άλλη μια φορά, εάν συρρικνωθείτε στο μέγεθος ενός ατόμου, θα δυσκολευόσασταν να αποφασίσετε πώς να ορίσετε την άκρη του, αλλά θα μπορούσατε να μαντέψετε. Όταν τα άτομα ενώνονται για να φτιάξουν μόρια πλησιάζουν σε μια συγκεκριμένη απόσταση. Μπορείτε να το σκεφτείτε ως την απόσταση όπου τα δύο άτομα "συγκρούονται" μεταξύ τους. Χρησιμοποιώντας αυτόν τον ορισμό, τα άτομα έχουν ακτίνα περίπου ένα δέκα δισεκατομμυριοστό του μέτρου. Δηλαδή, είναι περίπου 100 εκατομμύρια φορές μεγαλύτερα από τα ηλεκτρόνια.

Τα χρωμοσώματα διατίθενται σε διαφορετικά σχήματα και μεγέθη. Εάν σκέφτεστε ένα χρωμόσωμα ως μια μακρά χορδή, τότε μερικές φορές το νήμα συνενώνεται σε μια μπάλα από νήματα, και μερικές φορές τυλίγεται σαν ένα κουλουριασμένο σωλήνα. Εάν προσθέσετε τα μεγέθη όλων των ατόμων στο μικρότερο ανθρώπινο χρωμόσωμα, έχετε 1.600.000 άτομα. Εάν όλοι ήταν προσδεμένοι σε μια γραμμή, η γραμμή θα είχε μήκος περίπου τα δύο δέκατα του χιλιοστού. Αυτό είναι 20 τρισεκατομμύρια φορές μεγαλύτερο από ένα ηλεκτρόνιο. Ένας άλλος τρόπος σκέψης αυτού: εάν ένα ηλεκτρόνιο είχε το μέγεθος ενός κόκκου αλατιού, ένα χρωμόσωμα θα ήταν τα δύο τρίτα της απόστασης από τη Γη στον ήλιο. Η διαφορά μεταξύ του μεγέθους ενός ηλεκτρονίου και του μεγέθους ενός χρωμοσώματος είναι πολύ μεγαλύτερη από τη διαφορά μεταξύ των μικρότερων και μεγαλύτερων αντικειμένων για τα οποία μπορείτε να αποκτήσετε μια αίσθηση.