原子内部99%以上都是真空？里面隐藏着更深刻的奥秘

宇宙万事万物都是由原子组成，一百多年前，人们一度认为原子是不可分割的最小粒子。但如今我们知道即便是微小的原子，也有自己的结构。

原子是由原子核和核外电子组成的，电子是基本粒子。质子和中子组成了原子核，而质子和中子都是由夸克（三个夸克）组成的，夸克也是基本粒子。

不过由于夸克禁闭的存在，夸克无法单独存在，人们也无法直接观测到夸克的存在。

那么，原子的内部结构到底是如何分布的呢？举个宏观的例子就能很直观地看出来了。

假设把原子放大到足球场大小，那么原子核和电子都有多大呢？

答案肯定会让你大吃一惊。原子核只有一个豆子那么大，位于足球场中央。而电子就更小了，比足球场看台上的一粒灰尘还要小！

原子核和电子都如此地小，那么除了原子核和电子之外，原子内部其他地方都是空的吗？

看起来，原子内部真的很空，但空并不代表着虚无，甚至恰恰相反，那里很“活跃”！

原子核带正电，电子带负电。这意味着原子核周围拥有非常强大的电场，同时电子本身也有电场。

还有更重要的一点，电子并不是像地球围绕太阳那样做固定的圆周运动，电子并没有固定的轨道，而是非常随机地出现在原子核周围，就像一大团云那样，被称为“电子云”。

所以，不要认为原子内部是真空，千万不要以为物体可以随便进入原子内部。电子云的存在，看起来就像在原子核周围建造一层又一层“硬壳”，一般的粒子很难进入，除非像中微子这样的不带电的粒子可以随意进入，其他粒子基本都被谢绝。

这也是为什么理论上原子内部非常空，但表现出来却非常致密硬实。原子是如此地坚硬，以至于一般的力量很难对原子进行压缩。要想穿透原子外围的“硬壳”，需要大质量天体，比如说恒星核心区域，那里的温度和压强巨大。

虽然原子核的体积非常小，但它却占据了整个原子超过99.9%的质量，原子核的密度非常之大，一立方厘米的原子核质量高达一亿吨！

组成原子核的质子和中子依靠强大的强力结合在一起。我们通常所说的“质子加中子的质量等于原子核的质量”其实并不严谨，前者要比后者小一些，因为质子和中子的结合能占据了一部分质量。

再细分下去，质子和中子都是由夸克组成的，质子由两个上夸克一个下夸克组成，而中子由一个上夸克两个下夸克组成。

不同的夸克直降通过“胶子”传递强力（强相互作用）结合在一起，实际上，三个夸克的质量只占据了质子（中子）质量的不到1%，其他99%的质量都是强相互作用产生的质量。

胶子就类似传播电磁力的光子那样，是传播子，本身没有质量（静质量）。

那么更小的夸克能不能继续细分下去呢？

目前科学家还无从得知。由于夸克禁闭，夸克无法单独存在，科学家甚至无法观测到夸克，起码目前无法做到，更谈不上对夸克进行细分了。

一种更高深的理论，弦理论认为夸克等所有基本粒子都是由振动的弦组成的，振动方向和频率的不同构成了不同的基本粒子。除了弦理论之外，还有膜宇宙，高维时空，多重宇宙等理论。

但以上的理论很难得到验证，目前更多地停留在推理和猜想阶段。