¿Podemos creer que el sistema solar es como el modelo atómico y que puede ser tan pequeño como un átomo relativamente? Cuando miro el sistema solar, parece un átomo con nuestra Tierra actuando como un electrón alrededor de un núcleo … ¿son modelos similares?

Para decirlo sin rodeos, el sistema solar no se ve ni un poco como un átomo.

El sistema solar es un plano, porque se formó a partir de una burbuja central que se extendió en un disco debido al momento angular. Los átomos son 3D: no tienen la misma historia que hace que los planetas giren todos en el mismo plano. Incluso sin invocar la mecánica cuántica, los dos no tienen absolutamente ningún parecido entre sí.

Cuando incorporas la mecánica cuántica, se vuelve aún más diferente. Los electrones no orbitan en absoluto. Ni siquiera tienen posiciones exactas. Por el contrario, existen en “nubes de probabilidad” *.

Cuando solo hay un electrón, esa nube tiene forma de esfera, y los primeros precursores de la mecánica cuántica lo compararon con un círculo. Pero a diferencia de los planetas, los electrones interactúan fuertemente ** entre sí, lo que hace que las nubes de probabilidad adopten una variedad de formas notables:
(Crédito de la imagen: http://chemistry.beloit.edu/Star …)

Como puede ver, no se parece en nada a un sistema solar. Este no es un descubrimiento novedoso; La idea de que un átomo fuera apenas similar a un sistema solar estaba desactualizado cinco décadas antes de que yo naciera.

Este es un mito que solo debemos eliminar: no hay absolutamente ningún parecido entre un átomo y un sistema solar. Ninguno, zip, zilch. La idea no tiene el más mínimo tinte de mérito y cualquier línea de pensamiento que lo incluya no irá a ninguna parte.

————————————————–

* Realmente no; esa es una forma de verlo que es informativa en algunos aspectos y engañosa en otros. No conozco ninguna buena forma de hablar sobre eso que no sea también engañosa. Las formas en la figura son consecuencias reales de las matemáticas subyacentes; lo que realmente significan físicamente requiere una gran cantidad de descripción que comienza y termina con “no se parece en nada a nada con lo que esté familiarizado” y una gran cantidad de matemáticas en el medio.

** Los planetas tienen pequeñas influencias entre sí. Es como sospechamos por primera vez los planetas exteriores, de hecho. Pero se necesitan mediciones de muy alta precisión para darse cuenta, mientras que los electrones en un átomo se afectan entre sí de manera muy directa. En el sistema solar temprano, de hecho, antes de que los planetas se asentaran cómodamente a distancias tales que sus efectos entre ellos fueran pequeños, el sistema era mucho menos estable y los planetas cambiaban de órbita.

Voy a dar una respuesta basada en una interpretación diferente de la pregunta.

La física de partículas está en una búsqueda siempre larga para desbloquear o encontrar más y más partículas más abajo en el agujero de tamaño. Por ahora tenemos lo que se llama el “Modelo Estándar”. El modelo estándar no es más que una clasificación de parte subatómica. Consiste en quarks (6 para ser particulares), seis leptones, 6 bosones, bosón de Higgs (el notorio donante de masas – recientemente en todas las noticias) y las fuerzas – fuerzas nucleares y electromagnéticas fuertes y débiles.

Ahora puede ir un paso más allá y hablar sobre los gluones que mantienen unidos los quarks que juntos forman protones y neutrones. Los leptones constituyen electrones y neutrinos.

La física de partículas está en la búsqueda constante de encontrar más y más partículas más pequeñas, o de entender claramente qué hay dentro de los gluones, los leptones y toda la serie que sigue.

Ahora, para responder a la pregunta de que se asemeja al sistema solar y a un grupo de ellos juntos que se asemejan a la galaxia, algunos científicos (no muy hablados, de lo contrario habrían escuchado sobre ellos) opinan que si viajaras a un electrón puede encontrar que contenía un universo propio. Dentro de él, organizado en el equivalente local de sistemas solares, galaxias y estructuras más pequeñas, hay una inmensa cantidad de otras partículas elementales mucho más pequeñas que son universos en el siguiente nivel y así sucesivamente para siempre: una infinita regresión descendente, universo dentro de universos sin fin . Y hacia arriba también.

Para obtener más información, consulte el artículo de Carl Sagan en Cosmos.

Esto es lo más cercano que se puede pensar que los átomos y su funcionamiento interno son análogos a los universos.

Aunque esto podría servir para ser una especie de analogía visual cruda, uno debería notar que las leyes que gobiernan las interacciones de los cuerpos planetarios son diferentes de las que gobiernan en el mundo atómico . Entonces, lo que describe es solo eso: una analogía visual, que es simplista, pero también inexacta, si uno está dispuesto a entrar en detalles.

La interacción de los cuerpos planetarios, es una función de ‘gravitación’, y los que se producen entre partículas atómicas, se deben a interacciones en la escala cuántica, y estas leyes son de naturaleza diferente . Es cierto que, en algún momento, se creía que el movimiento de electrones alrededor de un núcleo era una función simple de atracción ‘electrostática’, que también tenía una relación de distancia cuadrada inversa al igual que la gravitación de Newton, y por lo tanto los movimientos son bastante similares. , en el sentido de que llamas en esta pregunta. Pero, hoy sabemos que, estos modelos clásicos son imprecisos, y hay mucho más que eso. La gravedad está especificada por la relatividad general (la ley de Newton es una aproximación de esto) e implica el efecto de la masa y la curvatura del espacio-tiempo entre sí. Por otro lado, un átomo, de hecho, no es realmente un grupo de electrones que “giran” alrededor de un núcleo de la misma manera que lo hacen los planetas alrededor de una estrella. Solo hay ‘nubes’ de electrones con una probabilidad de detectar una partícula en áreas alrededor de un núcleo, según lo especificado por la mecánica cuántica. En la escala cuántica, las implicaciones de la curvatura del espacio y el tiempo no se comprenden bien. El núcleo mismo es un grupo de partículas cargadas eléctricamente de manera similar, que se mantienen unidas por la fuerza fuerte . Para resumir, la física que importa en ambos niveles es bastante diferente.

Por lo tanto, trataría esto como analogías visuales rápidas si realmente desea hacerlo, por falta de una herramienta mejor, pero también preferiría evitarlo, dada la falta de corrección de esta analogía.

Contrariamente a la respuesta astuta de Joshua Engel, puedes creer cualquier cosa que quieras creer. Como señala Joshua, sería incorrecto en gran medida, pero hay muchas pruebas para ilustrar que estar equivocado nunca impidió que la gente creyera en tonterías. Pero la respuesta a la PREGUNTA … en oposición a la validez del concepto … es sí.

Sin embargo, estoy en desacuerdo con la posición absolutista de Joshua, “… el sistema solar ni siquiera se parece a un átomo”. De hecho, tiene cierta semejanza en que los objetos (análogos a partículas) en el sistema solar ocupan una porción microscópica del espacio en el sistema solar, y el sistema solar se compone principalmente de espacio vacío.

La declaración del Sr. Engel tiene cierta semejanza con la declaración del Sr. Obama: ” Si le gusta su plan de atención médica, podrá mantener su plan de atención médica, punto “. Claramente, el Sr. Obama no tenía la intención de dejar que la gente mantuviera sus políticas basura, y el Sr. Engel es consciente de que hay al menos algunas formas en que un sistema solar podría parecerse a un átomo, pero su punto está bien tomado (como lo fue el Sr. Obama). 🙂

PD: Sr. Engel … buena respuesta. 😉

No. Un átomo construido como el sistema solar duraría solo una pequeña fracción de segundo. Un campo eléctrico cambiante crea un campo magnético, y un campo magnético cambiante produce un campo eléctrico. El resultado es que si orbitas alrededor de un electrón en una órbita circular estrecha, emitiría luz y rápidamente entraría en espiral fuera de la órbita.

El mismo efecto puede ocurrir con las ondas de gravedad, en el sentido de que la Tierra que orbita alrededor del sol producirá ondas de gravedad. Sin embargo, la energía de esas ondas de gravedad es tan baja que es irrelevante.

En cambio, lo que sucede en un átomo es que los electrones están confinados por armónicos esféricos con mecánica cuántica. No hay nada que veamos en el mundo macro con el que pueda relacionar esto. Aquí hay una imagen de los diversos armónicos esféricos, o capas de electrones:

Si esto parece excesivamente confuso, piénselo de esta manera. Imagine si el electrón estuviera yendo en una órbita circular. Tan pronto como emite un fotón, su movimiento se desvía al azar por la reacción opuesta e igual de la física newtoniana. Debido a la incertidumbre, podría estar en posición de absorber instantáneamente ese fotón nuevamente. Entonces el electrón se ha movido al azar, en lugar de una órbita sin emitir luz.

Esta descripción no es correcta, pero me resulta útil tratar de visualizar cómo un electrón puede estar bailando al azar dentro de una región confinada al azar en lugar de viajar en una órbita como la Tierra …

Puedo ver dónde alguien podría mirar el sistema solar con sus órbitas de planetas y compararlo con un átomo. Sin embargo, todos somos conscientes, no es cierto, de que los átomos, de hecho, no se ven así en absoluto, ¿verdad?

Las moléculas se mantienen unidas por fuerzas electromagnéticas. Esas fuerzas pueden implicar compartir electrones entre dos átomos, o simplemente pasar un electrón de un átomo a otro. Los sistemas planetarios, sin embargo, no se mantienen unidos intercambiando planetas. Si sus estrellas están lo suficientemente cerca, entonces orbitarán un centro de gravedad común. Si están realmente cerca, entonces las fuerzas gravitacionales entre ellos arrojarán rápidamente todos los planetas al espacio.

Los organismos son estructuras * organizadas *. Consisten en * órganos *, que a su vez consisten en * tejidos *, que están formados por * células *, que a su vez están formados por miles de millones de moléculas, con miles de tareas muy específicas que mantienen viva la célula. Todos estos bits están organizados juntos por la fuerza electromagnética que actúa a la velocidad de la luz.

Como no hay nada más rápido que la velocidad de la luz en el universo, no es posible que incluso los sistemas solares estrechamente organizados formen algo tan complejo como una célula. Incluso suponiendo que pudieras comenzar algo así, se desmoronaría y desorganizaría de inmediato, ya que sus partes estarían demasiado distantes entre sí. Cualquier cosa más compleja que una célula tiene aún menos probabilidades de formarse.

Eso es lo que parece implicar el modelo atómico de Bohr.
Los objetos pesados ​​bajo las leyes de la gravedad, principalmente los de Newton, tienen que moverse entre sí en carriles elípticos que están claramente definidos.

El movimiento de los electrones alrededor del núcleo atómico (donde residen los protones y los neutrones) a menudo se representa de una manera muy similar. Imaginar las cosas de esa manera es fácil de entender y, en su mayor parte, no hace mucho daño a la comprensión general, pero cuando se mira más profundamente, está profundamente mal.
Solo respondo como un laico, pero en realidad solo hace unas semanas leí un libro que puedo recomendarle a usted oa cualquier otra persona interesada.
Es por el profesor Brian Cox, físico de la Universidad de Manchester, parte del equipo de detectores ATLAS en el LHC en el CERN en Ginebra y presentador de programas de ciencias muy popular para la BBC.
El libro es “Universo cuántico: por qué sucede todo lo que puede suceder”

Los electrones no se mueven en pistas y órbitas, ya que están definidos para planetas, lunas y estaciones espaciales. Para ser exactos, tenemos un problema sustancial al definir cualquier cosa sobre partículas cuánticas con mucho detalle. Es posible que haya oído hablar del Principio de incertidumbre de Heisenberg que nos dice que solo podemos estar muy seguros de la velocidad o la posición de algo en el mundo de tamaño cuántico, nunca de ambos al mismo tiempo.
Probablemente también haya escuchado mencionar un experimento de doble rendija que es una de las muchas formas de señalarnos la naturaleza dual de este tipo de objetos pequeños, que en cierto momento puede parecer libre de comportarse como un objeto sólido. importa o como una ola.
Como humanos, vivimos en un mundo macroscópico y nuestra experiencia personal de la realidad está ligada a eso y hace que sea muy difícil entender lo que realmente sucede alrededor de los objetos que se miden en tamaños de longitud de Planck.
Imagine que un electrón solo siempre tiene una probabilidad de estar en algún lugar.
La órbita tampoco es una elipse bidimensional, sino una esfera. No es una pared delgada, sino un área de espacio muy borrosa y gruesa. Podemos decir que es muy probable que esté allí, pero también puede estar un poco menos cerca.
En realidad puede estar en TODAS PARTES. Pero con diferente probabilidad.
Entonces, los electrones residen en diferentes esferas alrededor de los núcleos atómicos, pero no en ese borde duro, como se dibuja en un diagrama, pero más difuso.
Nunca decimos “está ahí”, sino “puede estar allí”.

Básicamente, todo en este universo se ve afectado por la gravedad, ya que bajo la influencia del campo gravitacional de todos y cada uno de los cuerpos a su alrededor, ya sea lejos o cerca de él. La intensidad de la fuerza depende de la distancia relativa entre ellos. Si la fuerza que actúa sobre nosotros, en esta tierra, por la tierra misma u otros cuerpos celestes se debe a la masa. Entonces, se llama fuerza gravitacional. es decir

F = ma

a = g = aceleración debido a la gravedad, es lo mismo para todos en la tierra.

Solo la masa difiere. Según la masa, el efecto de la gravedad es diferente, es decir, para una masa pequeña, la fuerza gravitacional es pequeña y viceversa.

Por otro lado, cada cosa en este universo consiste en algún tipo de carga o energía en ellos. Si la fuerza ejercida por la carga en un cuerpo es menor que la fuerza gravitacional actuada por varios cuerpos alrededor del cuerpo, entonces no puede mostrar su presencia o actuar individualmente en el cuerpo. Pero, tiene que existir bajo la influencia de la fuerza gravitacional a su alrededor, que es muy grande. Entonces, su magnitud se vuelve insignificante, pero si la fuerza de carga es mayor que la fuerza gravitacional, entrará en vigencia únicamente sin la influencia de la gravedad. Por lo tanto, relativamente puede mostrar algún efecto distintivo en el cuerpo del huésped, como un cambio de posición o rotación, etc. El efecto puede ser el resultado de algún tipo de vibración porque la vibración es propiedad heredada de todo lo que entra en vigor cuando cualquier sucesor fuerza relativamente ( o podemos decir que la fuerza externa actúa sobre él).

En el caso del electrón, tiene masa insignificante y no masa cero. Entonces, la fuerza de carga lo hará de modo que exista sin la influencia de la fuerza gravitacional porque la fuerza gravitacional es casi despreciable cuando la masa es despreciable

F = mg

si, m = 0;

F = 0;

Entonces, se dice que los electrones no siguen la órbita suavemente como lo hacen los planetas. La fuerza de carga o la vibración pueden provocar un cambio repentino en su posición.

Pero, en el caso de los cuerpos celestes, una gran masa entra en acción. La fuerza gravitacional es, por lo tanto, grande. Aquí, la fuerza de carga no puede mostrar su existencia. Entonces, sigue la gravitación sola y, por lo tanto, sigue un camino suave.

En general, veo ambas cosas desde un mismo árbol con diferentes ramas en el mundo micro y macro.

No, el sistema solar es distinto de un átomo, ya que los átomos de los electrones no son partículas que orbitan un núcleo, sino ondas en una distribución de probabilidad. Como el universo es un objeto que forma parte de una cosa más grande, sin duda es un buen concepto, sin embargo, el universo, los planetas, los sistemas solares y los átomos funcionan fundamentalmente de manera diferente entre sí.

En resumen, no puede. El núcleo de un átomo consiste en protones y neutrones, y el número de protones determina la identidad del elemento. No hay reacción energética entre ellos, aunque hay una interacción. El sol consta de varios elementos, algunos de los cuales se fusionan para crear nuevos elementos de una manera MUY enérgica. Como observó Nikhil US, aunque los planetas rodean el sol, esto no se parece en nada a los orbitales de un electrón. Y, por supuesto, todos los electrones son idénticos, mientras que ninguno de los planetas lo es.

Es una buena idea. El sol podría ser perceptiblemente un electrón también, posiblemente orbitando alrededor de Sirio A en una escala de tiempo muy grande. La analogía no es perfecta, pero al menos es razonable. Hay muchos análogos fractales en este universo.

Neurona vs. Universo

No entiendes las palabras que estás usando. Hay una diferencia fundamental entre cosas a escala macro como rocas y planetas y cosas a escala cuántica como, bueno, partículas elementales. Hasta que veamos que Plutón se coloca en un lugar diferente dependiendo de quién lo mire, o que agregar energía al sol haga que uno de los planetas salte una trayectoria (que es incluso una simplificación de cómo los electrones actúan en un átomo) hacia afuera, probablemente sigas asumiendo que estas cosas son completamente absurdas para hablar de que son similares.

En primer lugar, creo que esta es una pregunta fascinante. En mi propia investigación, me encanta buscar similitudes en la naturaleza, y tienes todo el derecho a señalar … Yo respondería y preguntaría si estas misteriosas similitudes pueden ser solo una coincidencia, por ejemplo, el universo en general es casi idéntico a una exploración de resonancia magnética de un humano cerebro, y por qué experimentamos 4 dimensiones donde hay 4 fuerzas fundamentales de la naturaleza, y como usted preguntó correctamente, ¿por qué ese sistema solar y no solo el nuestro se asemeja a una escala más grande de núcleo donde los electrones orbitan la materia? se parece mucho a una estrella (masa) orbitada por planetas (electrones), mientras que es difícil demostrar una conexión correlacionada con estas asombrosas similitudes, pero no obstante es una idea que invita a la reflexión.

Gran pregunta y te animo a que hagas una investigación independiente … sería un gran artículo científico …

Esa es una idea falsa común: los átomos realmente no se parecen a los sistemas solares, es solo una forma de imaginarlos … un modelo utilizado para comprender los niveles de energía de los electrones.

En realidad, las “trayectorias” y las “órbitas” de los electrones no pueden representarse con tanta precisión debido al principio de incertidumbre de Heisenberg

La forma de los orbitales atómicos está determinada por la ecuación de Schrodinger aplicada al átomo. La forma de las órbitas en el sistema solar está determinada por las soluciones de las leyes de Newton. Como las ecuaciones de gobierno son diferentes, también lo son las soluciones.

En cierto modo sí y en un modo no.
La razón de SÍ es que si observa el átomo como una composición de PARTICULAS DURAS SÓLIDAS que circulan alrededor de OTRA PARTICULA DURA SÓLIDA MASIVA, entonces puede decir que sí, son similares.

Pero en realidad el átomo es diferente a cualquier otra cosa.
Hay dos cosas que lo hacen enormemente diferente del sistema solar.
1. Principio de incertidumbre.
2. Ondas de broglie (que de alguna manera son el resultado del punto 1)

Según el principio de incertidumbre, uno no puede determinar la posición y el momento de las partículas (leer electrones) simultáneamente con la misma precisión.
No es lo mismo con los planetas.

En cierto modo, los electrones se comportan como partículas y ondas. Por lo tanto, un electrón giratorio no parece una partícula giratoria sino más bien una onda estacionaria.

Esto es nuevamente muy diferente a un sistema planetario.

NOTA: Las ondas aquí son ondas de probabilidad y no algo físico como una onda material.

Pregunta original: ¿Pueden el universo y el sistema solar que conocemos, en realidad, ser como átomos y moléculas de otro sistema enorme que consiste en enormes criaturas?

Yo también me he preguntado esto. ¿Somos realmente parte de algo completamente más grande de lo que percibimos? Al observar el mundo subatómico, las “criaturas” que son totalmente invisibles para este mundo, constituyen un punto de vista que respalda este concepto.

Somos ajenos a ese mundo, y si también estamos contenidos (existiendo) en un mundo más grande , entonces ese sería insondable para nosotros los humanos.

¡La perspectiva importa!

O. En la Biblia cristiana dice que Dios hizo a Adán. Luego dice que Dios hizo que Adán durmiera y él tomó una costilla e hizo que Eva … nunca dijo que Adán se despertó. Entonces, tal vez, en realidad solo existimos como el sueño de Adam …

Durante décadas, la propia industria de la energía atómica ha promovido la imagen incorrecta del átomo, a pesar de que la incertidumbre y la probabilidad eran obviamente conceptos bien conocidos para ellos. Por supuesto, la realidad es más compleja que la fantasía romántica de “todo es lo mismo en todas las escalas” que nos trajo la secuencia memorable en Men In Black o The Simpsons, y dado que la mayoría de las personas no han estado expuestas a lo que es el conocimiento correcto, ellos en realidad no entiendo el “chiste” implícito en tales secuencias en la cultura pop. Si bien es cierto que la repetición infinita de patrones tiene mérito tanto en verticalidad como en amplitud y, es cada vez más probable, en números (de universos), en realidad no se extienden sin alteraciones en cada paso, lo que a nivel atómico se vuelve lo suficientemente evidente, pero a nivel subatómico nivel, es evidentemente obvio incluso para aquellos que no están muy familiarizados con los conceptos involucrados. De hecho, las similitudes son tan superficiales y artificiales entre un átomo y nuestro sistema solar que apenas vale la pena mencionarlas.

Cuando estaba en la escuela secundaria, todavía enseñaban que el átomo de Bohr (donde los electrones orbitan el núcleo por la ley de Coulomb de manera análoga a los planetas que orbitan el sol por la ley de gravedad de Newton) funcionó bien para los átomos con un solo electrón pero falló para átomos más complejos con múltiples electrones debido al problema de tres cuerpos.

Esto es basura: el átomo de Bohr no tiene validez bajo ninguna circunstancia. La idea del sistema solar de la minera era obsoleta en esta década de 1920.