Внешний мир кажется нам невероятно «твердым». Вы можете держать стакан с водой, сидеть в кресле и ходить по поверхности. Все это создает впечатление того, что окружающая среда представлена в основном твердой материей. Но так ли это?
Удивительно, но нет! На самом деле, реальность куда причудливее, чем мы можем представить. Все вокруг нас состоит из атомов. Это крошечные частицы, состоящие из ядра и вращающихся вокруг него электронов. В этих частицах есть много энергии и огромное количество пустого пространства.
Если говорить точнее, то 99.999999% всей окружающей нас материи – это пустое пространство! Более того, если изъять из нас все пустое пространство, то можно сжать человеческую популяцию до размеров кусочка сахара.
Чтобы разобраться в этом кажущимся абсурдным утверждении, нужно увеличить атомы в миллион раз. Мы получим объект размером с дыню. Ядро атома окажется в центре, а электроны двигаются по кожуре. Но и в этом случае электроны и центральное ядро будут настолько крошечными, что их не увидеть без увеличительных приборов.
Таким образом, наш объект размером с дыню будет представлять из себя 99.999999% пустого пространства. Размеры атома определяются тем, насколько далеко находятся орбиты электронов. Это приводит к существованию оболочки из электронов с центральным ядром. Ядра в 100 000 раз меньше оболочки.
Если все вокруг нас является пустым пространством (как мы и сами), то почему ощущается твердость? Что ж, важно понимать, что находится в пустом пространстве.
Атомы вовсе не являются застывшими частицами. Они наполнены энергией и постоянно движущимися электронами, представляющими своеобразное подвижное облако. Никакие два электрона не способны существовать в одном и том же пространстве одновременно.
То есть, бетонная стена представляет собой пустое пространство на атомном уровне. Но вы не можете пройти сквозь нее, потому что ваши электроны и электроны стены должны существовать в одном пространстве, а это нереально. Орбитальные электроны сопротивляются выталкиванию, и пустое пространство внутри атомов не может заполняться другими атомами.
Можно в объяснении обратиться к квантовой механике. Электроны считаются точечными источниками энергии. У них нет объема, но есть волновая функция, чья энергия занимает пространство. За счет законов квантовой механики волновая функция не просто занимает единую точку, а распространяется по пустому пространству, охватывая весь объем.
Все это приводит к удивительным последствиям и меняет наше восприятие того, как мы взаимодействуем с предметами и другими людьми. Например, сейчас вы можете оставить комментарий под статьей и будете уверены, что ваши пальцы касаются клавиатуры и экрана. Но так ли это?
Нет! То, что вы воспринимаете, как прикосновение, в реальности представляет собою электромагнитную силу электронов в ваших атомах, отталкивающую электроны атомов клавиатуры.
Можно сказать, что вы никогда ничего не касались в своей жизни. И вы не сидите на стуле, а парите над ним на атомном уровне. И все это происходит за счет невероятно малых электромагнитных сил. Квантовая механика – удивительная штука, которая даже самые обыденные вещи превращает в волшебство.
