Uma das realidades mais surpreendentes na física atômica é que a matéria — incluindo seu corpo, a cadeira em que você está sentado e a Terra sob seus pés — é quase totalmente vazia. Átomos, as unidades básicas da matéria, consistem em núcleos extremamente pequenos e densos cercados por uma "nuvem" de elétrons muito raros.
Para ilustrar o quão vazio é o átomo: se você aumentasse o núcleo de hidrogênio (um próton) ao tamanho de uma bola de tênis, os elétrons que o orbitam estariam a aproximadamente 2 quilômetros de distância — e entre a bola de tênis e o elétron, não há nada além de espaço vazio. Os átomos são 99,9999999% espaço vazio em volume.
Então, por que a matéria não parece vazia? Por que não caímos através do chão se tudo é vazio? A resposta está nas forças eletromagnéticas. Os elétrons que cercam os núcleos dos átomos produzem campos elétricos. Quando dois objetos colidem, os elétrons nos átomos na superfície dos dois objetos se repelem uns aos outros porque ambos têm carga negativa. Essa força de repulsão eletromagnética é o que sentimos como a dureza e a rigidez da matéria.
Se realmente eliminássemos todo o espaço vazio nos átomos do corpo humano e compactássemos apenas os núcleos e elétrons, todos os 7 bilhões de pessoas da Terra caberiam em um volume não maior que um grão de açúcar. Isso não é exagero — é a matemática real da física atômica.