Qué es la materia, la esencia de todo en el Universo

La materia no se crea ni se destruye… ¿O sí?

qué es la materia

De una hormiga a una ballena azul. El smartphone en nuestras manos o la torre Eiffel. Una gota de agua y Júpiter. Todo es materia, pero, ¿qué es la materia?

Responder a esta pregunta es mucho más complicado de lo que podría parecer. De hecho, la búsqueda de respuestas ha atrapado a infinidad de filósofos y científicos a lo largo de la historia; desde Aristóteles y su “aquello de lo que la cosa está hecha” hasta los grandes físicos y químicos del siglo XX y la entrada en escena de la antimateria. Así que mejor empezar por el principio.

Qué es la materia: una definición

Es la sustancia debajo de la apariencia. Lo que conforma las cosas más allá de su forma. Es aire, fuego, tierra y agua. Es un conjunto de partículas indivisibles que dota de sustancia al universo. Algo que no se crea ni se destruye, solo se transforma. La definición de la materia ha cambiado mucho a lo largo del tiempo. Las tres líneas anteriores resumen miles de años de pensamiento enfocado a desentrañar los misterios de la esencia del universo.

En el último siglo hemos mirado en el interior de los átomos y más allá de las estrellas. Hemos incluso observado el origen de la materia durante la juventud de nuestro universo. Y, aun así, sigue sin ser sencillo encontrar una definición única de materia.

La más extendida, la que nace de la física clásica, señala que la materia es todo aquello que tiene masa y ocupa un lugar en el espacio-tiempo. De hecho, la propia masa es una magnitud usada para expresar la cantidad de materia en un cuerpo y que a su vez mide su inercia (su resistencia a modificar su estado de movimiento cuando se le aplica una fuerza).

la materia en el universo

Es decir, la materia es todo aquello que tiene inercia, masa y ocupa un lugar. Además, desde un punto de vista químico, toda la materia está hecha de átomos, cada uno con un número único de protones, neutrones y electrones. No solo eso, sino que, si tenemos en cuenta que las partículas subatómicas también tienen masa, la materia no tiene por qué estar siempre formada de átomos. Más adelante veremos cómo y dónde.

Las propiedades y los estados de la materia

Ante nuestros ojos, la materia se comporta de una forma determinada. Sigue unas reglas que, podríamos pensar, son invariables. Sin embargo, desde que aprendimos a observar las estrellas, empezamos a darnos cuenta de que la materia hace cosas mucho más raras de lo que creemos.

Bajo un punto de vista físico, la materia tiene dos propiedades generales e intrínsecas. Son las que dan sentido a la propia definición de materia. Es decir, la masa y el volumen, propiedades que dependen de la cantidad de substancia que estemos observando. Además, existen otra serie de propiedades como el punto de fusión o el de ebullición, la conductividad eléctrica o la densidad.

las estrellas y su origen

Más que líquida, sólida y gaseosa

En los ríos tropicales, en las nubes o en los mares polares, el agua presenta tres estados muy diferentes. En este caso, en función de la temperatura y la presión tenemos agua líquida, gaseosa o sólida, respectivamente. La fórmula química es la misma, pero su estado es diferente. Es lo que se conoce como los tres estados fundamentales de la materia. Todo en la Tierra está presente en una de esas tres formas. Y, durante mucho tiempo, creímos que esto era siempre así.

Sin embargo, más allá de nuestra atmósfera, y empezando por el Sol, la materia toma otros estados, algunos de los cuales desafían nuestra forma de entender las cosas.

  • El plasma. La materia en estado plasmático no se encuentra de forma natural en la Tierra, pero es el estado más habitual en el universo. El plasma se produce cuando las condiciones de temperatura y presión son tan elevadas que los átomos pierden electrones. Es decir, el plasma está formado por átomos cargados positivamente y electrones sueltos. Es la forma habitual de la materia en las estrellas.
  • La materia degenerada. Cuando las estrellas más pequeñas, como el Sol, llegan al final de sus días, se comprimen y se convierten en enanas blancas. En estos astros la presión es tan alta que no existe apenas espacio entre las partículas. Los átomos pierden su estructura y los gases se comportan como sólidos. Es lo que se conoce como materia degenerada.
  • La materia neutrónica y el plasma de quarks y gluones. El colapso de las grandes estrellas es muy diferente. Durante la muerte de estos gigantes estelares se dan condiciones de gravedad tan elevadas que surgen dos estados diferentes de materia. Estas condiciones pueden causar la fusión de protones y neutrones de un mismo átomo, dando lugar a la materia neutrónica. Son tan densas que una esfera de unos 20 kilómetros de diámetro contiene más masa que el Sol. Pero la gravedad aún puede ser mayor. Todavía no se ha encontrado en el universo, pero se cree que así eran las condiciones en el Big Bang (y así ha sido probado en el acelerador de partículas del CERN). La gravedad puede llegar a ser tan alta que provoque la fusión de todas las partículas subatómicas. Esta sopa de partículas se conoce como plasma de quarks y gluones.

Además, está el tema de los agujeros negros (de los que acabamos de tomar la primera fotografía). En ellos, la gravedad es tan alta que nada escapa, ni la energía, y el tejido del espacio-tiempo se curva. Y, claro, también está el asunto de la materia oscura. De hecho, según la Agencia Espacial Europea (ESA), la materia ordinaria solo compone un 5% del universo. El 23% es materia oscura y el 72% energía oscura.

O, quizá, seamos nosotros los que estemos en el lado oscuro, solo que todavía no hemos sido capaces de sacar la cabeza y mirar más allá. Mientras, el tiempo pasa, las investigaciones se suceden y los misterios de la materia siguen multiplicándose.

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Imágenes | Unsplash/Yong Chuan Tan, Alexander Andrews, NASA

Una respuesta a “La materia no se crea ni se destruye… ¿O sí?

  1. La materia es todo aquello que se encuentra en nuestro alrededor y que tiene unas propiedades específicas y generales que nos permite identificar dentro de las organolépticas gracias a los órganos de los sentidos como el olor, sabor, textura entre otras. es de esta manera que las propiedades específicas como masa, volumen y peso también son fundamentales en el espacio y tiempo que se tenga la materia, así como reconocer que en el espacio químico la materia está constituida por partículas muy pequeñas llamadas átomos.
    si se tiene en cuenta que la materia en conjunto se presenta en la naturaleza gracias a 5 estados como son el ´sólido, líquido, gaseoso, plasma y condensado de Bose-Einstein ya que cada uno de ellos tienen propiedades fisicas y quimicas y describen el movimiento de las partículas de acuerdo su constitución, forma y volumen; es así como los dos últimos estados no han sido tan evidentes en el momento de estudiarlo porque no son observables en la naturaleza mas sí se encuentran en el universo y en forma ondulatorio en la atmósfera.
    Al tener en cuenta la importancia que le ha dado las Ciencias Naturales al estudio de los agujeros negros gracias al pronunciamiento de Stephen Hawking y en la manera de cómo se maneja el tiempo en relación con el espacio formado un espacio de vacío de temporal con la desaparición a la cual podría convertirse el universo como se estipula que fue su creación.

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