Materia

La materia es la sustancia de la que está hecha toda la materia. Es decir, los objetos que tienen masa. Más concretamente, deben tener masaen reposo, que es una forma de energía que tiene la materia incluso cuando no se mueve (no tiene energía cinética), está extremadamente fría (no tiene energía térmica), etc. La materia es una palabra que a veces se utiliza de forma variable en la vida cotidiana, mientras que la masa es un concepto y una cantidad bien definidos, al menos en física. No son lo mismo, aunque están relacionados.

La materia ordinaria está formada por pequeñas partículas llamadas átomos. Los átomos tienen espacios entre ellos y se mueven o vibran todo el tiempo. Las partículas se mueven más rápido y se separan más cuando se calientan, y lo contrario cuando se enfrían.

Materia bariónica

Casi toda la materia que puede experimentarse en la vida cotidiana es materia bariónica. Esto incluye a los átomos de cualquier tipo y les confiere la propiedad de la masa. La materia no bariónica, como su nombre indica, es cualquier tipo de materia que no esté compuesta principalmente por bariones. Entre ella se encuentran los neutrinos y los electrones libres, la materia oscura, como las partículas supersimétricas, los axiones y los agujeros negros.

La propia existencia de los bariones es una cuestión importante en cosmología. Se supone que el Big Bang produjo un estado con cantidades iguales de bariones y antibariones. El proceso por el que los bariones llegaron a superar en número a sus antipartículas se denomina bariogénesis.

Propiedades de la materia

La materia puede experimentarse directamente a través de los sentidos. Tiene propiedades que pueden medirse, como la masa, el volumen y la densidad, y propiedades cualitativas como el sabor, el olor y el color, por ejemplo.

Ejemplos de materia

Todos los cuerpos físicos del universo están hechos de materia: galaxias, estrellas y planetas, rocas, agua y aire. Los organismos vivos, como las plantas, los animales y los seres humanos, también están compuestos de materia.

En física, el universo también contiene cosas que no son materia, incluidas algunas partículas elementales que no tienen masa en reposo. Los fotones (radiación electromagnética como la luz) son un ejemplo conocido.

Además de su masa en reposo, la materia puede contener otras formas de energía, que no son materia pero que les permiten interactuar entre sí intercambiando energía cinética, calor, luz, ondas sonoras, etc.

Fuera de las ciencias físicas, puede haber muchas otras cosas que no son materia ni energía. Por ejemplo, se pueden experimentar emociones o tener ideas.

Composición

La estructura y la composición de la materia se investigan dividiendo la materia en trozos cada vez más pequeños. Así, los organismos vivos están formados por células. Las células están compuestas por moléculas, que son conjuntos de átomos unidos entre sí. Cada átomo, a su vez, es un conjunto de partículas elementales.

Estados de la materia

Los físicos también clasifican la materia en unas cuantas categorías amplias, llamadas estados, con propiedades muy diferentes:

Los sólidos son objetos materiales formados por moléculas y átomos tan fuertemente unidos que tienden a mantener su forma incluso cuando se mueven, aunque pueden deformarse bajo tensión. Ejemplos: una roca, una mesa, un cuchillo, un bloque de hielo.
Los fluidos son cantidades de materia compuestas por moléculas y átomos débilmente unidos entre sí. No tienen una forma propia. Hay dos tipos de fluidos:

Los líquidos son formas condensadas de la materia, como los sólidos, pero en las que los enlaces entre los elementos que los constituyen (moléculas, átomos) les permiten moverse unos con respecto a otros sin dejar de estar unidos en masa: mantienen una superficie definida. Los líquidos adoptan la forma de los recipientes en los que están contenidos. Ejemplos: agua, aceite, sangre, lava, refrescos.
Los gases son cantidades de materia en las que los enlaces entre los elementos constitutivos (moléculas, átomos) son tan flojos o débiles que pueden moverse independientemente unos de otros. Los gases no presentan una superficie propia, sino que tienden a expandirse hasta ocupar todo el volumen disponible. Ejemplos: aire, vapor de agua, helio.

Los plasmas están formados por materia ionizada y son los que más interesan a los científicos. Ejemplos: la ionosfera de la Tierra, la corona del Sol. Las partículas de un plasma son una mezcla entre un líquido y un gas. Las partículas son libres de moverse, como un líquido, y la atracción es débil, como un gas. Este estado de la materia no se comprende del todo. Un ejemplo de plasma se encuentra en los rayos.
Un condensado de Bose-Einstein (BEC) es un estado de la materia de un gas diluido de bosones enfriado a temperaturas muy cercanas al cero absoluto (0 K o -273,15 °C)

Una determinada cantidad de materia puede pasar de un estado a otro en función de su temperatura y presión. En la Tierra, el agua puede existir simultáneamente en tres estados: sólido (hielo), líquido (lagos, océanos) y gaseoso (vapor o vaho).

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Preguntas y respuestas

P: ¿Qué es la materia?

R: La materia es la sustancia de la que está hecha toda la materia. Se refiere a los objetos que tienen masa y masa en reposo, que es una forma de energía independientemente de si está en movimiento o tiene energía térmica.

P: ¿En qué se diferencia la materia de la masa?

R: La materia suele utilizarse de forma variable en el lenguaje cotidiano, mientras que la masa es un concepto y una cantidad definidos con precisión en física. La masa se refiere específicamente a la cantidad de materia de un objeto concreto.

P: ¿Qué es la masa en reposo?

R: La masa en reposo es una forma de energía que posee la materia incluso cuando no está en movimiento o no tiene energía térmica.

P: ¿De qué está compuesta la materia ordinaria?

R: La materia ordinaria está compuesta por partículas diminutas llamadas átomos, que se mueven y vibran continuamente.

P: ¿Cómo se comportan las partículas de la materia ordinaria cuando se calientan?

R: Cuando se calientan, las partículas de la materia ordinaria se mueven más rápido y se separan más unas de otras.

P: ¿Y cómo se comportan cuando se enfrían?

R: Cuando se enfrían, las partículas de la materia ordinaria se mueven más despacio y más cerca unas de otras.

P: ¿Cómo se llaman los espacios entre los átomos de la materia ordinaria?

R: Los espacios entre los átomos en la materia ordinaria se llaman espacios intersticiales.