La materia se define como un conjunto de elementos que no puede ser visible en un área espacial con una cierta cantidad de energía y está sujeta a cambios en el tiempo y mide las interacciones con los objetos. Hablamos de todos los tipos de masa corporal (un nivel microscópico) que ocupan una región del espacio-tiempo y usualmente se comportan como una onda.
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¿Qué es la materia?
En la física, la definición de la materia es todo lo que comprende a una determinada zona, área o ubicación del espacio-tiempo, posee una cierta cantidad de energía y, por lo tanto, está puede presentar cambios de acuerdo con el tiempo e interacciones con los dispositivos distintos métodos de medición. Se estima que es lo que forma la parte de los objetos perceptibles o detectables por diferentes medios físicos.
Vamos a poner un ejemplo como se presenta en el caso de la “madera dura dentro de un árbol”, la palabra se relaciona con mter (“origen, fuente, madre”), que es “sustancia a partir de la cual las cosas son hechas” y que también se refiere a la “madera dura dentro de un árbol” Y corresponde al hyle griego (hylos: “bosque, madera, leña, material”) que es un concepto aristotélico de la teoría filosófica del hilemorismo. Es decir que todo lo que nos rodea esta compuesto por materia, desde el agua, los animales, o una silla están formados por materia.
En la física, la materia se le denomina de esta manera a cualquier tipo de energía, o conjunto de elementos que forma parte del universo observable, tiene energía asociada, es capaz de interactuar, es decir, es mensurable y tiene una ubicación espacio-temporal compatible con las leyes de la naturaleza. Se considera que la materia posee tres propiedades que, juntas, la caracterizan: ocupa un lugar en el espacio, tiene masa y dura a lo largo del tiempo.
En consecuencia, en el contexto de la física moderna, todo se entiende como un campo, unidad o discontinuidad que se traduce en un fenómeno notable que abarca el espacio a la misma velocidad o menos que la luz y la energía que puede asociarse. Por lo tanto, todas las formas de materia tienen una cierta energía asociada, pero solo ciertas formas de materia tienen masa.
El mundo físico que nos rodea consiste en materia. Con nuestros cinco sentidos podemos reconocer o percibir diferentes tipos de materia. Algunos fácilmente observados como una piedra que se puede ver y sostener en la mano, otros se conocen menos fácilmente o no pueden ser percibidos por ninguno de los sentidos. por ejemplo el aire.
La materia se entiende como una composición de partículas elementales que se combinan para formar átomos, que a su vez se combinan para formar moléculas. Mientras que la definición de lo material no es igual, ya que este tiene diferencias en cuanto a su forma y su estructura interna. Por lo tanto los subtipos que derivan de la materia se llaman materiales.
Para identificarlo o distinguirlo de otro y determinar su utilidad, es necesario estudiar y conocer sus características. Este último puede ser físico o químico. Los primeros son aquellos que pueden determinarse sin causar cambios en la identificación de cada material que se presente para su posterior análisis (color, olor, densidad, dureza, peso, etc.).
Mientras que otros indican el cambio y el comportamiento desde el punto de vista de la estructura interna que posee, dónde cambia la identidad (combustión, oxigenación, rechazo, etc.). Las moléculas que constituyen la materia están sujetas a la acción de dos fuerzas antagónicas (cohesión y repulsión). Esta acción y consideración mutua da lugar a la pregunta presentada en tres formas: líquido, gaseoso y sólido; Conocido como el nombre de la materia.
Como se mencionó anteriormente, en todo el extenso universo que conocemos, está constituido en su totalidad de esta estructura de materiales, pero también por la energía, que cuando ambos se unen forman la base de todos los fenómenos objetivos y relevantes. El material puede transformarse en energía y la energía en materia; es decir, la cantidad total de energía de la materia en el universo es constante, solo se puede transformar una en la otra de diferentes formas.
Estados de presentación de la materia: la sustancia puede existir en tres estados físicos diferentes: sólido (como un bloque de hielo), líquido (como un vaso de agua) o gaseoso (como la liberación de dióxido de carbono).
Cambios de estado: el material se puede mover de sólido a líquido por fusión, de líquido a sólido por solidificación de líquido a gaseoso por evaporación, de líquido a gas por condensación y finalmente solidificar un gas por sublimación y gas de estado sólido por sublimación inversa.
Propiedades de la materia
En el contexto general simple, la materia es todo lo que representa una ocupación de energía que se acumula desde lo mas micro hasta lo mas macro, desde el punto de vista observable. Esto hace que sea una posición especifica sobre un plano espacial y ademas esta sujeta a modificaciones por el paso del tiempo. La materia es entonces todo lo que tiene masa y ocupa un espacio en el espacio. Por lo general, se divide en sus propiedades en características estructurales, así como sus características específicas, que son las características particulares que presentan un caso material.
Propiedades generales
Todas las características generales que representan el principio material básica sin distinción y, por lo tanto, no permiten distinguir una materia de otra. Las características básicas reciben el nombre de extenso, debido a su valor porque responden a la cantidad de materia, como la masa, el peso, el volumen que se puede medir.
Todos estos principios son elementos que permiten conocer la manera en la que se comporta la materia. Otros, aquellos que no dependen de la cantidad de materia, sino mas bien dependen de la sustancia que lo componen, se llaman intensivos. El ejemplo paradigmático de la intensidad material del material es la densidad.
Propiedades extrínsecas o generales
Estas propiedades desde el punto de vista extrínsecas, corresponden a las que nos permiten reconocer la materia, como extensión o inercia. Son aditivos porque dependen de la cantidad de muestra que es eliminada. Para medirlas, definimos magnitudes, como masa, para medir la inercia y el volumen para medir la extensión (no es realmente una propiedad aditiva exacta de la materia en general, sino de cada sustancia en particular, de manera que podemos observar por ejemplo, 50 ml de agua con 50 ml de etanol da un volumen de 96 ml de solución).
Aunque también es posible contar con otras propiedades generales, como la interacción, pero esta tiene que ver de acuerdo a la medida de la fuerza. Desde el contexto de un sistema material unido que interactúa con otros de forma gravitacional, electromagnética o nuclear. También es una propiedad general del material su estructura corpuscular, lo que justifica que la cantidad sea medida para ciertos usos en blandos.
Propiedades intrínsecas o específicas
Son las cualidades de la materia que es relativamente dependiente de la cantidad que se trata, es decir, no dependen de la masa que lo compone como tal. No son aditivos y, en general, resultan de la composición de dos propiedades estructurales. Un claro ejemplo para observar como funciona estas propiedades, es proporcionado por la densidad= d, que relaciona masa al volumen =mv. Este también es el caso del punto de fusión, el punto de ebullición, el coeficiente de solubilidad, el índice de refracción, el módulo de Young, etc.
Propiedades químicas del material
Hace referencia a la cantidad de propiedades a nivel molecular que esta presente en la composición de la masa. Son las propiedades y las cualidades de las sustancias observadas cuando reaccionan, es decir, cuando se rompen, se separan, o se desarrollan enlaces químicos ionicos entre los átomos, que a su vez van a forman nuevas sustancias que difieren de las originales con el mismo material.
Las propiedades químicas del material son algunas de las más importantes, ya que son aquellas que se manifiestan en la interacción de materiales con otras sustancias o materiales de acuerdo a la composición que representa cada una de las masas, lo que a veces conduce a transformaciones importantes, incluso convirtiendo el material en otro material diferente, que se debe a una reacción química. .
Ejemplos de propiedades químicas:
- Cáusticidad de las Base
- Corrosividad de ácidos
- Poder calorífico o energía calórica
- Acidez
- Alcalinidad
- Reactividad
Unión de metales: es un aglutinante químico que se produce en sustancias de estado sólido, especialmente en materiales metálicos de propiedades sólidas. Un enlace metálico mantiene unidos los átomos de metal, que se agrupan en estructuras compactas.
El enlace covalente: este por lo general se produce cuando dos átomos o grandes grupos atómicos que comparten electrones en el último nivel, cuando ocurre la división de su estructura, y la diferencia entre las electronegatividades entre los átomos no es lo suficientemente grande como para que se produzca una transferencia de electrones. Los enlaces covalentes se producen generalmente entre elementos gaseosos o materiales no metálicos. (Ver Articulo Sobre: Tormenta electrica).
La unión de iones: este hace referencia al resultado de una asociación de átomos asociados con la atracción electrostática entre iones de diferentes caracteres, es decir, un electromagnético fuerte y otro electronegativo no tan cargado. Esta reacción ocurre cuando uno de los átomos en la unión captura electrones del otro. El enlace iónico usualmente ocurre entre un compuesto metálico y un no metálico.
Oxidación: la facilidad con que un material reacciona en contacto con el oxígeno en el aire, es decir, se oxida. Cuando el material se oxida en contacto con el agua en lugar de aire, a menudo se dice que es corrosivo.
Materia gris
La gran mayoría, por no decir todos los habitantes del planeta Tierra, a oído hablar en algún momento de su vida sobre la materia gris de las personas, ya sea en modo de chiste, burla o en temas un poco mas serios. En países de Europa, como en España, se trata de un concepto que ha sido asociada y que es bastante popular, con la inteligencia, pero en realidad su papel es mucho más importante que eso.
La materia gris es posible de observar y encontrar en el cerebro, sí, e incluso su existencia tiene que ver con la forma en que se relacionan los diferentes mecanismos, incluida la cognición y el proceso con el que se desarrolla la inteligencia. Tener más o menos el grado de materia gris no significa que sea más o menos inteligente, ya que esto no es posible. Esto se debe a que la única función es más general e importante y se relaciona con la funcionalidad básica de la función nerviosa.
La sustancia gris, también llamada materia gris, incluyendo regiones del sistema nervioso central en la somata de neuronas predominante (es decir, la parte de la neurona que es su centro y “cuerpo” hasta el punto en el cual comienza a partir todas y cada una de las ramificaciones que permiten a su vez los impulsos nerviosos necesarios para las diferentes acciones que realiza nuestro cuerpo.
Porque la masa gris, o el pigmento gris en esas áreas, se opone completamente al blanco del resto del sistema nervioso, que tiene ese aspecto porque es donde ocurren los procesos llamados axones y los múltiplos de ese proceso, muchos de los cuales son administrados por neuronas, es decir, estimulaciones resultantes de las cantidades cubiertas por mielina, blanca.
Basados en una terminología mucho mas sencilla, y a procesos cualitativos, no hay diferencias significativas entre la composición de la materia blanca y gris: es tanto neuronales celulares cuerpos, las dendritas y también enlazados los axones con mielina. Sin embargo, hay diferencias significativas en las cantidades y proporciones en las que estos elementos están presentes en cada uno de ellos. Así que no es técnicamente una materia gris del cerebro, pero el material del que están las partes del cerebro construye.
Materia oscura
Es una de las investigaciones mas extensas que se han realizado en los últimos tiempos, en materias como la astrofísica y la cosmología física, la materia oscura hace referencia esencialmente a un elemento llamado material que representa el 80% de la materia energética o de la composición de las diferentes partículas que concentran una fuerza que esta presente en el universo, y estas partículas poseen la característica de que no son capaces de proyectar no absorben, no reflejan ni emiten su luz, y no es la que interactúa enérgicamente oscura, bariónica (materia común) o neutrinas.
Su nombre hace mención al hecho de que no emite ningún tipo de radiación electromagnética (como la luz). De hecho, no interactúa de ninguna manera con la radiación electromagnética, que es completamente transparente en todo el espectro electromagnético hablando de las fuerzas que están presentes. Mientras que su existencia puede derivarse de sus efectos gravitacionales en lo visible, como las estrellas o galaxias, los efectos y las anisotropías en los fondos cósmicos del universo. (Ver Articulo Sobre: Coniferas).
La materia oscura fue propuesta por Fritz Zwicky en 1933 ante la evidencia de una “masa invisible” que afectó la velocidad de la órbita de las galaxias en las brechas. Posteriormente, otras observaciones han indicado la presencia de materia oscura en el universo: estas incluyen la velocidad de rotación de las galaxias, el lente de los objetos de fondo a través de galaxias como los cúmulos de balas (1E 0657-56) y la distribución de la temperatura del gas caliente en galaxias y cúmulos de galaxias.
La materia oscura también representa un rol central en la composición de todas las estructuras que se encuentran en el universo, y el desarrollo de galaxia, y que a su vez tiene efectos que son medidos en la anisotropía de la radiación de fondo de micro ondas. Cada uno de estos análisis que fueron científicamente comprobados, nos indican que las galaxias, los grupos de galaxias y todo el universo concentra mucha más materia que la interacción con la radiación electromagnética: el resto se denomina “componente de materia oscura”.
Como lo mencionamos anteriormente, se cree que la manera en la que esta compuesta la materia oscura es desconocida. Pero los científicos y especialistas en estas áreas, han asegurado que pueda contener ciertos compuestos como neutrinas corrientes y muy densas, partículas esenciales que son generalmente elementos débiles y axiones, algunos cuerpos astronómicos como estrellas enanas, planetas y nubes de gases que no brillan.
Podemos destacar que los informes y las diferentes investigaciones actuales de los modelos que son cargados positivamente, donde el componente principal de la materia oscura son las nuevas partículas elementales que son llamadas como un conjunto de materia oscura no bariónica.
Los científicos por ende han descubierto que el componente material oscuro tiene mucha más masa que el componente “visible” del universo. Actualmente, se estima que la densidad de bariones y radiación común en el universo corresponde a aproximadamente un átomo de hidrógeno por m3 de espacio. Solo alrededor del 5% de la densidad de energía total en el universo (derivado de los efectos de la gravedad) se puede observar directamente. Se estima que alrededor del 23% se compone de materia oscura.
El 71,5% restante consiste en energía oscura, un componente aún más extraordinario, distribuido de manera difusa en el espacio. La materia bariónica es muy difícil de detectar, ya que algunos autores dicen que es solo una pequeña parte. Sin embargo, debemos recordar que el 5,5% del material bariónico se estima (la mitad de lo que no se ha descubierto) se puede considerar materia oscura bariónica: todas las estrellas, galaxias y observadores de gas reúnen menos de la mitad de los bariones que se supone que son.
Se cree que todo el campo se puede distribuir en filamentos de características gaseoso de baja densidad, que forman una red en todo el universo, cuyos nodos son los diferentes grupos de galaxias. En mayo de 2009, el telescopio XMM-Newton de la Agencia Espacial Europea encontró evidencia de que existe tal red de filas.
Hay inumerables controversías en cuanto a la materia oscura se refiere ya que no podemos determinar como se comporta la naturaleza de esta masa invisible, por eso la hace atractiva para los especialistas y es uno de los temas más importantes en la cosmología moderna y la física de partículas. Los términos “materia oscura” y “energía oscura” expresan principalmente nuestra ignorancia, casi como los primeros mapas etiquetados como “Terra incognita”.
Formación de la estructura
La materia oscura es crítica para el modelo del suceso a nivel cosmológico del Big Bang como un componente que corresponde directamente a las mediciones de los parámetros asociados con la métrica FLRW a la relatividad general. En particular, las medidas de anisotropina en el fondo cósmico corresponden a una cosmología en la que gran parte de la materia interactúa con fotones más débiles que las fuerzas fundamentales conocidas como pares de interacciones de luz con la materia bariónica.
Además, se requiere una gran cantidad de sustancia helada no bariónica que permita fusionar la manera en la que esta estructurada a gran escala del universo. Las observaciones indican que la estructura del universo funciona por orden, menos estructuras se unen y forman galaxias, y posteriormente grupos de galaxias. Según las estructuras unidas en la evolución del universo, “brillo” comienza porque la materia bariónica se calienta por la contracción de la gravedad y los objetos se acercan al equilibrio hidrostático.
La materia bariónica simple tendría una temperatura excesivamente elevadas y se liberaría mucha presión del fenómeno conocido como el Big Bang para llegar al punto de estallar y formar menos componentes subsiguientes, como las estrellas, a través de estructuras de conformación inestable de Jeans. La materia oscura actúa como un compactador de todas las estructuras que le rodean dentro del universo.
Este y todos los demás modelos no solo cumplen con la investigación estadística de la estructura visible en el universo, sino también y precisamente con las predicciones de la materia oscura en el fondo cósmico.
Los datos para varios tipos de pruebas, tales como el problema de la rotación de galaxias, la lente, la formación de estructura y la fracción de bariones en agregados y abundancia de aglomerados, combinados con ensayos independientes para indicar que la densidad bariónica 85-95% de la masa del universo no interactúa con la fuerza electromagnética. Esta “materia oscura” es evidenciada por su efecto gravitacional. Se han propuesto varias categorías de materia oscura:
- Materia oscura bariónica
- Materia oscura no bariónica, subdividida en tres tipos diferentes:
- Materia oscura cálida: partículas no bariónicas que se mueven de forma ultrarelativa
- Materia oscura templada: partículas no bariónicas que se mueven de forma relativista
- Materia oscura fría: partículas no bariónicas que no se mueven de forma relativista
Materia orgánica
Los materiales orgánicos de la Tierra son el producto de la descomposición química de las secreciones de animales y de muchos tipos de microorganismos, así como también los restos de plantas o frutas en estado de descomposición, en general de cualquiera de ellos después de su tiempo de vida útil por decir de alguna manera, pasan a ser la que se conoce como materia orgánica. En general, la materia orgánica puede ser clasificada en compuestos humanos y no humanos. En este último, la composición química y la estructura física de los tejidos animales o vegetales originales permanecen.
Los organismos de la Tierra desintegran este tipo de materia orgánica, dejando solo residuos difíciles de atacar, como algunos aceites, grasas, ceras y ligninas de las plantas de origen superior. El resto es transformado por los microorganismos, reteniendo algunos de sus propios componentes (por ejemplo, polisacáridos).
El producto de tal transformación es una combinación compleja de sustancias coloidales y amorfas de una pigmentación negro o marrón oscuro comúnmente llamadas humus, el cual fue nombrado por Brady, 1984. El humus representa aproximadamente entre el 65 y el 75% de la materia orgánica de los minerales.
Las palabras minerales son aquellas con un contenido de materia orgánica inferior al 20%, que ocupa el 95% de los puntos de referencia mundiales. Los suelos con mayor contenido de materia orgánica se denominan suelos orgánicos. El contenido promedio aproximado de materia orgánica en el lugar de trabajo varía entre 1 y 6%.
La consecuencia radiométrica de un mayor interés debido al contenido de materia orgánica es la pérdida de la reflexión del campo en el espectro visible, que se manifiesta en un oscurecimiento característico de este tipo de suelo.
Así, los suelos desarrollados en condiciones semi-herbáceas tienden a tener un alto contenido de materia orgánica, por ejemplo, porque ofrecen una pigmentación muy oscura. En las zonas templadas y húmedas, la pigmentación es menos pronunciada y muy pequeña en las regiones tropicales y subtropicales (Brady, 1984).
Usos de la materia orgánica:
- Incremento en la absorción de nutrientes
- Recuperación de suelos
- Producción de hormonas
- Control de fitopatógenos
- Estimulación enraizamiento y crecimiento
- Mejora supervivencia y desarrollo durante aclimatación
- Tolerancia a estreses abióticos
- Incremento producción frutos
Se estimula esta actividad microbiana y lo hace desarrollar un proceso que es muy importante, esto es la rizogénesis. Esto significa la generación de raíces, lo que queremos que la calidad y las instalaciones de producción para que permita el desarrollo. (Ver Articulo Sobre: Espectro electromagnético).
Raíces que no funcionan como una entidad separada que es parte de una planta, puede parecer así, pero los microbiólogos saben que no es así. La raíz no es sólo aquel órgano que penetra en el suelo buscando agua y nutrientes para absorber, pues es también el soporte de millones de microorganismos que encuentran en la rizosfera una enorme cantidad de sustancias altamente solubles, muy ricas en vitaminas y aminoácidos, por lo que queda allí.
