Wielkość elektronu w porównaniu z atomem i chromosomem

Ludzie mają naturalną zdolność porównywania i kontrastowania różnych obiektów. Korzystając z bodźców sensorycznych, ludzie są w stanie klasyfikować przedmioty i tworzyć mentalne modele świata. Ale kiedy wyjdziesz poza normalny zakres ludzkiej percepcji, ta klasyfikacja nie jest taka łatwa. Wszystkie mikroskopijne obiekty są „małe”. W rzeczywistości różnice w skali między mikroskopijnymi przedmiotami mogą być znacznie bardziej dramatyczne niż różnice w rozmiarach, które napotykasz w życiu codziennym. Świadczą o tym różne rozmiary chromosomów, atomów i elektronów.

Ludzie widzą obiekty o długości do około 0,1 milimetra. To mniej niż ziarnko soli. Prawdopodobnie masz całkiem dobre pojęcie o względnych rozmiarach, powiedzmy, ziarenka soli, piłki do koszykówki i autobusu. Ale kiedy robisz się mniejszy lub większy, porównania rozmiarów są znacznie trudniejsze. Na przykład, nawet jeśli byłeś na Rhode Island i Wielkim Kanionie, prawdopodobnie nie wiesz, który jest większy -- możesz to sprawdzić lub rozgryźć, ale nie masz naturalnego poczucia rozmiaru, gdy coś się stanie duży. Dla ilustracji załóżmy, że masz naturalne wyczucie wielkości obiektów od 0,1 milimetra do około 100 kilometrów długości. Oznacza to, że wyczuwasz obiekty, których skala różni się o miliard.

Elektrony są tak małe, że działają według zasad zupełnie innych niż te, które rządzą obiektami, które możesz bezpośrednio postrzegać. Czasem zachowują się jak piłki, czasem jak chmury, a czasem jak fale. Nie możesz zmierzyć ich rozmiaru w taki sam sposób, jak zmierzysz rozmiar piłki baseballowej. Nawet gdybyś mógł zmniejszyć się do rozmiaru elektronu, nie mógłbyś go zmierzyć, ponieważ miałbyś trudności z określeniem, gdzie jest jego krawędź. Elektrony są tak małe, że nikt nie był w stanie określić ich rozmiaru, ale obliczyli największy możliwy ich promień, czyli jedną miliardową miliardową metra.

Atom składa się ze stosunkowo ciężkiego jądra otoczonego chmurą elektronów. Po raz kolejny, jeśli skurczyłeś się do rozmiaru atomu, miałbyś trudności z podjęciem decyzji, jak zdefiniować jego krawędź, ale możesz zgadywać. Kiedy atomy łączą się, tworząc cząsteczki, zbliżają się na pewną odległość. Możesz myśleć o tym jako o odległości, w której dwa atomy „zderzają się” ze sobą. Używając tej definicji, atomy mają promień około jednej dziesięciomiliardowej metra. Oznacza to, że są około 100 milionów razy większe niż elektrony.

Chromosomy mają różne kształty i rozmiary. Jeśli pomyślisz o chromosomie jako o długim sznurku, to czasami sznurek łączy się w kłębek przędzy, a czasami owija się jak zwinięty wąż. Jeśli zsumujesz rozmiary wszystkich atomów w najmniejszym ludzkim chromosomie, otrzymasz 1 600 000 atomów. Gdyby wszystkie były nawleczone w jednej linii, miałaby ona długość około dwóch dziesiątych milimetra. To 20 bilionów razy więcej niż elektron. Inny sposób myślenia o tym: gdyby elektron był wielkości ziarnka soli, chromosom byłby w dwóch trzecich odległości Ziemi od Słońca. Różnica między wielkością elektronu a wielkością chromosomu jest znacznie większa niż różnica między najmniejszymi i największymi obiektami, które można wyczuć.