A matéria tem muitas definições, mas a mais comum é que é qualquer substância que tenha massa e ocupa espaço. Todos os objetos físicos são compostos de matéria, na forma de átomos, que por sua vez são compostos de prótons, nêutrons e elétrons.
A idéia de que a matéria consistia em blocos ou partículas originárias dos filósofos gregos Demócrito (470-380 aC) e Leucipo (490 aC).
Exemplos de matéria (e o que não é importante)
A matéria é construída a partir de átomos. O átomo mais básico, o isótopo de hidrogênio conhecido como protium, é um único próton. Portanto, embora algumas partículas subatômicas nem sempre sejam consideradas formas de matéria por alguns cientistas, você pode considerar o Protium como uma exceção. Algumas pessoas consideram que elétrons e nêutrons também são formas de matéria. Caso contrário, qualquer substância construída de átomos consiste de matéria. Exemplos incluem:
- Átomos (hidrogênio, hélio, californio, urânio)
- Moléculas (água, ozônio, gás nitrogênio, sacarose)
- Íons (Ca2+, ASSIM42-)
- Polímeros e Macromoléculas (celulose, quitina, proteínas, DNA)
- Misturas (óleo e água, sal e areia, ar)
- Formas Complexas (uma cadeira, um planeta, uma bola)
Enquanto prótons, nêutrons e elétrons são os blocos de construção dos átomos, essas próprias partículas são baseadas em férmions. Quarks e leptons normalmente não são considerados formas de matéria, embora se encaixem em certas definições do termo. Na maioria dos níveis, é mais simples afirmar simplesmente que a matéria consiste em átomos.
A antimatéria ainda é matéria, embora as partículas aniquilem a matéria comum quando entram em contato. A antimatéria existe naturalmente na Terra, embora em quantidades extremamente pequenas.
Então, há coisas que não têm massa ou pelo menos não têm massa de repouso. Coisas que não são importantes incluem:
- Luz
- Som
- Calor
- Pensamentos
- Sonhos
- Emoções
Fótons não têm massa, então eles são um exemplo de algo na física que é não composto de matéria. Eles também não são considerados "objetos" no sentido tradicional, pois não podem existir em um estado estacionário.
Fases da matéria
A matéria pode existir em várias fases: sólido, líquido, gás ou plasma. A maioria das substâncias pode fazer a transição entre essas fases com base na quantidade de calor que o material absorve (ou perde). Existem estados ou fases adicionais da matéria, incluindo condensados de Bose-Einstein, condensados fermiônicos e plasma de quarks e glúons.
Matéria versus massa
Note que enquanto importam tem massa e objetos maciços contêm matéria, os dois termos não são exatamente sinônimos, pelo menos na física. A matéria não é conservada, enquanto a massa é conservada em sistemas fechados. De acordo com a teoria da relatividade especial, a matéria em um sistema fechado pode desaparecer. A massa, por outro lado, pode nunca ter sido criada nem destruída, embora possa ser convertida em energia. A soma de massa e energia permanece constante em um sistema fechado.
Na física, uma maneira de distinguir entre massa e matéria é definir a matéria como uma substância que consiste em partículas que exibem massa em repouso. Mesmo assim, na física e na química, a matéria exibe dualidade onda-partícula, por isso possui propriedades de ondas e partículas.