Ποιο θα ήταν το θεωρητικό ελάχιστο μέγεθος ή μάζα ενός ατόμου, προκειμένου να κρατηθεί μαζί από τη βαρύτητα δεν είναι εφικτή καθόλου;
Γιατί η βαρύτητα είναι αδύναμη στην ατομική κλίμακα:
* Ηλεκτρομαγνητική δύναμη: Η δύναμη που συγκρατεί τα άτομα μαζί είναι η ηλεκτρομαγνητική δύναμη, η οποία δρα μεταξύ φορτισμένων σωματιδίων (πρωτόνια και ηλεκτρόνια). Αυτή η δύναμη είναι απίστευτα ισχυρή σε μικρές αποστάσεις, πολύ ισχυρότερη από τη βαρύτητα.
* Αδύναμη αλληλεπίδραση: Η αδύναμη δύναμη εμπλέκεται επίσης στην πυρηνική σταθερότητα, αλλά ο πρωταρχικός ρόλος της είναι στη ραδιενεργή αποσύνθεση, όχι στην καθημερινή δέσμευση των ατόμων.
* Αδυναμία της βαρύτητας: Η βαρύτητα είναι η πιο αδύναμη από τις θεμελιώδεις δυνάμεις. Γίνεται σημαντικό μόνο όταν ασχολείσαι με πολύ μαζικά αντικείμενα όπως πλανήτες, αστέρια ή μαύρες τρύπες.
Γιατί ένα "άτομο με βαρύτητα" είναι απίθανο:
* κλίμακα: Ακόμη και αν ήμασταν θεωρητικά αυξανόμενοι τη μάζα ενός πυρήνα, θα έπρεπε να είναι απίστευτα μεγάλη (σκεφτείτε αστρονομικές κλίμακες) για να ξεπεραστεί η ηλεκτροστατική απόρριψη των πρωτονίων. Αυτό θα είχε ως αποτέλεσμα ένα αντικείμενο που δεν μοιάζει πλέον με ένα άτομο.
* αστάθεια: Ένας πυρήνας που συγκρατείται αποκλειστικά από τη βαρύτητα θα ήταν εξαιρετικά ασταθής. Η παραμικρή διαταραχή θα μπορούσε να προκαλέσει την κατάρρευση ή την αποσύνθεση.
* Quantum Effects: Στην κλίμακα των ατόμων, η κβαντική μηχανική διαδραματίζει σημαντικό ρόλο. Η συμπεριφορά των σωματιδίων είναι πολύ διαφορετική από την καθημερινή μας εμπειρία και η βαρύτητα ως κυρίαρχη δύναμη σε αυτό το επίπεδο δεν παρατηρείται.
Υποθετικά σενάρια:
* Εξωτική ύλη: Ορισμένα θεωρητικά μοντέλα προτείνουν την ύπαρξη εξωτικών μορφών ύλης με εξαιρετικά ισχυρές βαρυτικές αλληλεπιδράσεις. Εάν υπήρχαν αυτά τα υποθετικά σωματίδια, θα μπορούσαν να επιτρέψουν ένα διαφορετικό είδος συστήματος "δεσμευμένου σε βαρύτητα".
* Μαύρες τρύπες: Αν και δεν είναι τεχνικά "άτομα", οι μαύρες τρύπες είναι τεράστια αντικείμενα όπου η βαρύτητα είναι τόσο ισχυρή που κατακλύζει όλες τις άλλες δυνάμεις. Ωστόσο, οι μαύρες τρύπες σχηματίζονται από την κατάρρευση των μαζικών αστεριών, όχι μέσω απλών ατομικών αλληλεπιδράσεων.
Συμπέρασμα:
Είναι εξαιρετικά απίθανο να υπάρχει ένα σταθερό "άτομο με βαρύτητα" στο σύμπαν μας. Η ηλεκτρομαγνητική δύναμη κυριαρχεί στην ατομική κλίμακα και η βαρύτητα απλά δεν είναι αρκετά ισχυρή για να ξεπεράσει την απόρριψη μεταξύ πρωτονίων σε τέτοιες μικρές αποστάσεις. Ενώ υπάρχουν θεωρητικά σενάρια, βασίζονται σε υποθετικά σωματίδια ή ακραίες καταστάσεις που δεν έχουν παρατηρηθεί.
