El tamaño del átomo y cuántas estrellas entran en una bañera

Te voy a mostrar una imagen. Esta de aquí:

¿La reconoces? Estoy seguro de que sí. Se utiliza constantemente en el cine, las series y en la cultura pop en general. Se ha convertido en la imagen representativa por excelencia del átomo. Pero, ¿qué me dirías si te dijera que esta representación es errónea? Si eres un apasionado de las ciencias tal vez pienses que ahora te voy a soltar el rollito de la mecánica cuántica, que si los componentes están deslocalizados y toda la parrafada. Pero no, es un fallo mucho más importante que ese. La imagen nos muestra un núcleo con electrones a su alrededor, hasta aquí todo correcto. Pero ni los electrones son tan grandes ni están tan cerca del núcleo. Es más, son mucho, pero que muchísimo más pequeños de lo que se nos muestra en la imagen y están mucho pero que muchísimo más alejados de lo que nos pensamos. Veámoslo.

Los átomos están vacíos

Supongamos que el átomo, desde el centro del núcleo hasta la posición del último de sus electrones midiera lo que mide una catedral. Bien, pues el núcleo sería una mota de polvo situada justo en el centro de la misma, y los electrones se encontrarían por los muros (más o menos). Esto nos lleva a una impresionante conclusión: la materia está casi enteramente vacía. 

Si el núcleo tuviera el peso de un elefante

Una vez hemos puesto en escala la distancia que hay del núcleo al electrón, así como su tamaño relativo, hablamos de la comparativa de peso entre los dos. Supongamos ahora que el átomo a analizar es el átomo de hidrógeno. Este átomo es el más simple, con un protón en el núcleo y un electrón orbitando. El protón tiene una masa de 1.6749×10^(−27)kg y el electrón de 9,11×10^(-31)kg. Es decir, el protón es aproximadamente 1800 veces más pesado que el electrón. Esto quiere decir que si el protón fuera un elefante africano adulto el electrón sería una gatito. Con esto vemos claramente que la mayoría de la masa del átomo está en el núcleo. Y eso hablando del elemento más ligero. Si vamos a elementos más pesados como el hierro, la diferencia se hace cada vez mayor al ir añadiendo más componentes al núcleo (aunque también se añadan electrones, la diferencia de peso hace que el aporte de estos electrones añadidos sea ínfimo).

La bañera de las estrellas

El universo es increíblemente extenso. Tan grande que la mente humana es incapaz de concebirlo, tan solo de ponerle cifras y hacer modelos mentales aproximados de cómo es. Vayamos con uno de ellos. Estoy seguro de que alguna vez te has bañado en la piscina de tu centro deportivo, esa grande a la que querías ir cuando eras pequeño. Bien, pues usaremos la piscina olímpica de tu pueblo como referencia para que te hagas una idea de la cantidad de estrellas que hay en la Vía Láctea. Ve ahora a tu cocina y coge una pizca de sal. Déjala en una servilleta y de esa pizquita coge un grano. Pequeño, ¿verdad?. Ese es el tamaño al que hemos reducido una estrella de nuestra galaxia. Si vas con tu granito de sal a la piscina verás que la piscina en comparación es enorme. ¿Adivinas cuántos granos de sal tendrías si te dieran uno por cada estrella que hay en nuestra galaxia? Pues los suficientes como para llenar la piscina.

El universo es inmenso. Hay más estrellas en él que granos de arena en todas las playas del mundo (enlace para más info.), y esa masa solo representa una pequeña porción de toda la tarta cósmica (el resto de la masa, más del 80% del total para ser exactos, sería materia oscura). ¿No somos acaso como esa mota de polvo en la catedral, vagando sin rumbo en un espacio sin fin?