El concepto de “espacio vacío” se rompe cuando se encuentra en escalas subatómicas.
Los electrones que orbitan dentro del átomo no están realmente en órbitas de capa individual, como se dibuja el átomo de Bohr. En cambio, ocupan un campo de probabilidad de relleno de espacio como se describe por su función de onda. Entonces, en ese sentido, no hay realmente ningún espacio vacío dentro de un átomo.
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Dentro del núcleo, es la misma historia. Hay quarks, que al igual que los electrones técnicamente tienen un tamaño cero (o inmensamente pequeño), pero sus funciones de onda son tales que terminan haciendo que el espacio sea incompresible más allá de lo que llamamos el núcleo.
Entonces, una formulación adecuada de la pregunta podría ser: si comprimiéramos las funciones de onda de electrones tanto como sea posible, ¿qué tan densa puede volverse la materia?
La respuesta es la densidad de una enana blanca, en la cual la materia es retenida por la presión de degeneración de electrones.
Una pregunta análoga sería: si nos deshacemos de las funciones de onda de electrones por completo, ¿qué tan densa puede volverse la materia?
La respuesta a eso es la densidad de una estrella de neutrones, en la que los electrones se han ido (en su mayoría), y es sostenida por la presión de degeneración de neutrones.
Finalmente, puede ir al extremo y preguntar: si pudiéramos comprimir las funciones de onda quark tanto como sea posible, ¿qué tan densa puede volverse la materia?
La respuesta aquí es, no lo sabemos, porque tales densidades crearían un agujero negro. (O potencialmente una estrella de quark, pero es poco probable que tal objeto pueda existir).
