Dado que todos los átomos tienen un 99.999% de espacio vacío, ¿podemos decir que toda la materia física es en realidad un espacio vacío?

Esta noción de que los átomos están formados por un espacio vacío es extremadamente engañosa porque todas las partículas (al menos en la teoría del campo cuántico) son puntuales, lo que significa que no tienen volumen. Según esta lógica, todo el universo es un espacio vacío.

Si bien esto es en cierto sentido técnicamente cierto, no transmite con precisión la física de la situación.

Si bien todas las partículas son puntuales, en mecánica cuántica tienen una “función de onda” que describe dónde está una partícula dada. Cuando un electrón está en un átomo, su función de onda se extiende sobre un Angstrom cúbico (10 ^ -4 micras), lo que significa que el electrón “está” en todas partes en ese volumen. Entonces el electrón no tiene volumen, pero se extiende sobre un volumen relativamente grande.

Se pueden hacer argumentos similares para protones y neutrones dentro de núcleos y quarks y gluones dentro de protones y neutrones.

Ver, por ejemplo, la respuesta del usuario de Quora a “¡Si se eliminara todo el espacio vacío en un átomo, el edificio Empire State se reduciría al tamaño de un grano!”: ¿Qué es exactamente este ‘espacio vacío’ en un átomo? o la respuesta de Jay Wacker a Dado que todos los átomos tienen 99.999% de espacio vacío, ¿podemos decir que toda la materia física es en realidad un espacio vacío? . Si busca en quora, encontrará varios duplicados de esta pregunta.

Entiendo el dilema, pero el espacio al que nos referimos como VACÍO, no está prácticamente vacío.
Por ejemplo, el electrón que gira alrededor del núcleo está a una velocidad de 3-5 millas por hora.

Se puede visualizar como:
Cuando vemos el ventilador como solo tres aspas (suponiendo que su ventilador tenga solo tres aspas), el descanso es un espacio vacío, pero cuando las aspas están funcionando y ponemos nuestra mano (¡sí! van a sentir el espacio vacío

Similar es el caso con los átomos,
Pero, por supuesto, la probabilidad (de que el electrón esté en un punto particular en esa área) es muy muy alta en esas órbitas y a esas velocidades.
La analogía de la esperanza funciona al explicar
el espacio vacío que existe
VS
por qué no podemos sentir esos espacios vacíos.

No es una pregunta tan fácil de responder a esta. Todo depende de lo que quieras decir con ‘vacío’. El espacio entre los átomos está influenciado por los ‘campos’, consulte la teoría de campos cuánticos, que interactúan de varias maneras con las ‘cosas’ a medida que pasan a través de ellos. Las cosas son otros átomos, electrones, fotones … lo que sea. Entonces, el espacio entre los átomos no está realmente vacío en el sentido de ‘nada’ de la palabra, pero está vacío porque no contiene mucha materia aparte de unos pocos electrones.

No estoy seguro si eso ayuda mucho 😉

Saludos … Gary

Seguro. Puedes decir lo que quieras. No es realmente cierto, ya que se basa en una suposición falsa. La idea de que los átomos son 99.999% de espacio vacío es demasiado conservadora y demasiado generosa, dependiendo de cómo clasifique algo como vacío.

Una forma de calcular qué tan vacío es tomar el volumen de cosas y dividirlo por el volumen del contenedor. Un átomo es aproximadamente 1fm, lo que nos da un volumen total de [matemáticas] 1e-30m ^ 3 [/ matemáticas]. El átomo consta de electrones y un núcleo. Los electrones son, hasta donde sabemos, partículas puntuales, por lo que no tienen volumen. El núcleo consta de protones y neutrones, que a su vez consisten en quarks. Los Quarks, por lo que podemos decir, también son partículas puntuales. Así que tampoco hay volumen allí. Entonces, el volumen de las cosas es cero, y usando esta medida, la relación entre el volumen de materia y el volumen espacial es idénticamente cero.

Sin embargo, eso no es realmente lo que significa que algo esté vacío . Vacío implica que no hay nada en el espacio. Y hay algo en un átomo: un montón de partículas puntuales (bueno, al menos cuatro). La razón por la que el átomo incluso tiene un volumen es que el electrón no está localizado en un lugar, sino que está deslocalizado alrededor del núcleo. No es razonable en ese sentido decir que cualquier parte del átomo es un espacio vacío, incluso si la relación de volumen de cosas al espacio es cero.

No.

Si tiene un recipiente con 100,000 litros de agua pura (H2O) e introduce un gramo de otra cosa, se le puede perdonar por aproximarse a que tiene un recipiente de agua pura.

La aproximación es comprensible cuando una respuesta precisa no es importante. Como un ser vivo compuesto de materia, la pregunta tiene relevancia y, por lo tanto, la respuesta es lo suficientemente importante como para garantizar respuestas más precisas o precisas.

El diablo está en los detalles.

Los asuntos físicos no son en realidad un espacio vacío. Por la misma razón, los bebés no están hechos de agua.

Dejame explicar. El cuerpo humano es 90% de agua al nacer, pero no afirmamos que los bebés sean de agua.

La densidad de un núcleo es grande en comparación con los objetos cotidianos.
Si un balón de fútbol sólido estuviera hecho de materia nuclear pura, pesaría tanto como Mt. Everest.

monte Everest puede ser 99.9999999% de espacio vacío + cualquier otra cosa, en realidad y aún así no sería solo espacio vacío.

El volumen de todas las cosas (planetas, soles, galaxias) es de aproximadamente 4.2 x 10 ^ -21% del volumen del universo. Si el área de todas las cosas fuera un grano de arena, el resto del universo sería una hoja desde aquí hasta el cinturón de asteroides (entre Marte y Júpiter) a cada lado. Entonces, también en la escala macro, el universo está esencialmente vacío. Excepto no del todo.

Si uno viajara en línea recta por todo el universo, ¿cuáles son las posibilidades de que golpee algo?

¿Qué porcentaje de toda la luz emitida por todos los cuerpos en el universo ha golpeado alguna vez algo?

Sí, toda la materia física es en su mayoría un espacio vacío, incluso si hay funciones de onda y distribuciones de probabilidad, el concepto de inmovilizar y tratar de aferrarse a la materia tiene algo sólido y medible que siempre nos llevará a este aliado.

Pero, ¿cómo importa eso? Más importantes son las propiedades que posee la materia y que sin duda están ahí para ver / medir / experimentar.