La la matière C'est ce qui a une masse, occupe une place dans l'espace et est capable d'interaction gravitationnelle. L'univers entier est composé de matière, ayant son origine juste après le Big Bang.
La matière est présente dans quatre états: solide, liquide, gazeux et plasma. Ce dernier a de nombreuses similitudes avec le gaz mais, ayant des particularités uniques, en fait la quatrième forme d'agrégation.
Les propriétés de la matière sont divisées en deux catégories: générales et caractéristiques. Les généraux permettent de distinguer la matière de ce qui ne l'est pas. Par exemple, la masse est une caractéristique de la matière, ainsi que la charge électrique, le volume et la température. Ces propriétés sont communes à toute substance.
À leur tour, les caractéristiques sont les propriétés particulières par lesquelles un type de matière se distingue d'un autre. Cette catégorie comprend la densité, la couleur, la dureté, la viscosité, la conductivité, le point de fusion, le module de compressibilité et bien d'autres..
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Les atomes sont les éléments constitutifs de la matière. À leur tour, les atomes sont constitués de protons, d'électrons et de neutrons..
La charge électrique est une caractéristique intrinsèque des particules qui composent la matière. Les protons ont une charge positive et les électrons ont une charge négative, les neutrons n'ont pas de charge électrique.
Dans l'atome, les protons et les électrons se trouvent en quantités égales, donc l'atome - et la matière en général - est généralement dans un état neutre.
L'origine de la matière se situe dans les instants initiaux de la formation de l'univers, une étape au cours de laquelle des éléments légers tels que l'hélium, le lithium et le deutérium (un isotope de l'hydrogène) ont commencé à se former..
Cette phase est connue sous le nom de Nucléosynthèse du Big Bang, le processus de génération de noyaux atomiques à partir de leurs constituants: protons et neutrons. Quelques instants après le Big Bang, l'univers se refroidissait et les protons et neutrons se sont joints pour former les noyaux atomiques.
Plus tard, lorsque les étoiles se sont formées, leurs noyaux synthétisaient les éléments les plus lourds grâce à des processus de fusion nucléaire. De cette manière, la matière ordinaire a son origine, à partir de laquelle tous les objets connus de l'univers sont formés, y compris les êtres vivants..
Cependant, les scientifiques pensent actuellement que l'univers n'est pas entièrement composé de matière ordinaire. La densité existante de cette matière n'explique pas beaucoup d'observations cosmologiques, telles que l'expansion de l'univers et la vitesse des étoiles dans les galaxies..
Les étoiles se déplacent plus rapidement que la densité de la matière ordinaire ne le prédit, c'est pourquoi l'existence d'une matière non visible responsable est postulée. Il s'agit de la matière noire.
L'existence d'une troisième classe de matière est également postulée, associée à ce que l'on appelle énergie noire. Rappelons-nous que la matière et l'énergie sont équivalentes, selon ce qu'Einstein a souligné.
Ce que nous décrirons ci-dessous se réfère exclusivement à la matière ordinaire à partir de laquelle nous sommes faits, qui a une masse et d'autres caractéristiques générales et de nombreuses caractéristiques très spécifiques, selon le type de matière..
Les propriétés générales de la matière sont communes à tous. Par exemple, un morceau de bois et un morceau de métal ont une masse, occupent un volume et sont à une certaine température.
La masse et le poids sont des termes souvent confondus. Cependant, il existe une différence fondamentale entre eux: la masse d'un corps est la même - à moins qu'il ne subisse une perte - mais le poids de ce même objet peut changer. Nous savons que le poids sur la Terre et sur la Lune n'est pas le même, car la gravité de la Terre est plus grande.
Par conséquent, la masse est une quantité scalaire, tandis que le poids est un vecteur. Cela signifie que le poids d'un objet a une ampleur, une direction et un sens, car c'est la force avec laquelle la Terre - ou la Lune ou un autre objet astronomique - tire l'objet vers son centre. Ici, la direction et le sens sont "vers le centre", tandis que la grandeur correspond à la partie numérique.
Pour exprimer la masse, un nombre et une unité suffisent. Par exemple, ils parlent d'un kilo de maïs ou d'une tonne d'acier. Dans le Système international d'unités (SI), l'unité de masse est le kilogramme.
Une autre chose que nous savons avec certitude, de l'expérience quotidienne, est qu'il est plus difficile de déplacer des objets très massifs que des objets plus légers. Ces derniers trouvent plus facile de changer de mouvement. C'est une propriété de la matière appelée inertie, qui est mesurée à travers la masse.
La matière occupe une certaine quantité d'espace, qui n'est pas occupée par une autre matière. Celle-ci est donc impénétrable, ce qui signifie qu'elle offre une résistance à d'autres matières occupant la même place..
Par exemple, lors du trempage d'une éponge, le liquide se trouve dans les pores de l'éponge, sans occuper la même place que celle-ci. Il en va de même pour les roches fracturées et poreuses contenant du pétrole..
Les atomes sont organisés en molécules pour donner une structure à la matière, mais une fois atteints, ces particules ne sont pas en équilibre statique. Au contraire, ils ont un mouvement vibratoire caractéristique, qui dépend entre autres de la disposition qu'ils ont..
Ce mouvement est associé à l'énergie interne de la matière, qui est mesurée par la température..
Ils sont nombreux et leur étude contribue à caractériser les différentes interactions que la matière est capable d'établir. L'un des plus importants est la densité: un kilo de fer et un autre de bois pèsent le même poids, mais le kilo de fer occupe moins de volume que le kilo de bois.
La densité est le rapport de la masse au volume qu'elle occupe. Chaque matériau a une densité qui lui est caractéristique, bien qu'elle ne soit pas invariable, car la température et la pression peuvent exercer des modifications importantes..
Une autre propriété très particulière est l'élasticité. Tous les matériaux n'ont pas le même comportement lorsqu'ils sont étirés ou comprimés. Certains offrent beaucoup de résistance, d'autres sont facilement déformables.
De cette façon, nous avons de nombreuses propriétés de la matière qui caractérisent son comportement dans d'innombrables situations..
La matière nous apparaît dans des états d'agrégation, en fonction de la force de cohésion entre les particules qui la composent. De cette façon, il y a quatre états qui se produisent naturellement:
-Solide
-Liquides
-Des gaz
-Plasma
La matière à l'état solide a une forme très bien définie, car les particules constitutives sont hautement cohésives. Elle a également une bonne réponse élastique, car lorsqu'elle est déformée, la matière à l'état solide a tendance à revenir à son état d'origine..
Les liquides prennent la forme du récipient qui les contient, mais même ainsi, ils ont un volume bien défini, car les liaisons moléculaires, bien que plus flexibles que dans les solides, fournissent toujours une cohésion suffisante..
La matière à l'état gazeux est caractérisée en ce que ses particules constitutives ne sont pas étroitement liées. En fait, ils ont une grande mobilité, et c'est pourquoi les gaz manquent de forme et se dilatent jusqu'à ce qu'ils remplissent le volume du récipient qui les contient..
Le plasma est une matière à l'état gazeux et également ionisée. Il a déjà été mentionné précédemment que, en général, la matière est à l'état neutre, mais dans le cas du plasma, un ou plusieurs électrons se sont séparés de l'atome et l'ont laissé avec une charge nette..
Bien que le plasma soit le moins familier des états de la matière, la vérité est qu'il est abondant dans l'univers. Par exemple, le plasma existe dans l'atmosphère extérieure de la Terre, ainsi que dans le Soleil et d'autres étoiles..
En laboratoire, il est possible de créer du plasma en chauffant un gaz jusqu'à ce que les électrons se séparent des atomes, ou en bombardant le gaz avec un rayonnement à haute énergie.
Tout objet commun est fait de matière, comme:
Dans la matière élémentaire, nous trouvons les éléments qui composent le tableau périodique des éléments, qui sont la partie la plus élémentaire de la matière. Tous les objets qui composent la matière peuvent être décomposés en ces petits éléments.
C'est la matière créée par les organismes vivants et basée sur la chimie du carbone, un élément léger qui peut facilement former des liaisons covalentes. Les composés organiques sont de longues chaînes de molécules d'une grande polyvalence et la vie les utilise pour remplir ses fonctions.
C'est un type de matière dans laquelle les électrons sont chargés positivement (positrons) et les protons (antiprotons) sont chargés négativement. Les neutrons, bien que neutres en charge, ont également leur antiparticule appelée anti-neutron, fait d'antiquarks.
Les particules d'antimatière ont la même masse que les particules de matière et se produisent dans la nature. Dans les rayons cosmiques, les rayonnements qui proviennent de l'espace, des positrons sont détectés depuis 1932. Et des antiparticules de toutes sortes ont été produites dans les laboratoires, grâce à l'utilisation d'accélérateurs nucléaires.
Un anti-atome artificiel a même été créé, composé d'un positron en orbite autour d'un antiproton. Cela n'a pas duré longtemps, car l'antimatière s'annihile en présence de matière, produisant de l'énergie.
La matière dont la Terre est composée se trouve également dans le reste de l'univers. Les noyaux des étoiles agissent comme de gigantesques réacteurs à fission dans lesquels des atomes plus lourds que l'hydrogène et l'hélium sont créés en continu.
Cependant, comme nous l'avons déjà dit, le comportement de l'univers suggère une densité beaucoup plus élevée que celle observée. L'explication peut résider dans un type de matière qui ne peut pas être vu, mais qui produit des effets qui peuvent être observés et qui se traduisent par des forces gravitationnelles plus intenses que la densité de matière observable ne produit..
On pense que la matière noire et l'énergie représentent 90% de l'univers (le premier contribuant à 25% du total). Ainsi, seulement 10% de matière ordinaire et le reste seraient de l'énergie noire, qui serait répartie de manière homogène dans tout l'univers..
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