Materia

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Para otros usos de este término,
véase Materia
(desambiguación).

Materia es todo aquello que ocupa un lugar en el espacio. En física y filosofía, materia es el
término para referirse a los constituyentes de la realidad
material objetiva, entendiendo por objetiva que pueda ser percibida
de la misma forma por diversos sujetos. Se considera que es lo que forma la
parte sensible de los objetos perceptibles o detectables por medios físicos. Es
decir es todo aquello que ocupa un sitio en el espacio, se puede tocar, se puede
sentir, se puede medir, etc.

También se usa el término para designar al tema que compone una obra
literaria, científica, política, etc. Esta distinción da lugar a la oposición
"materia-forma", considerando que una misma materia, como contenido o tema,
puede ser tratado, expuesto, considerado, etc. de diversas formas: de
estilo, de expresión, de enfoque o punto de vista. Se usa también para hablar de
una asignatura o disciplina en la
enseñanza.

Contenido

1 Concepto físico

2 Materia másica

2.1 Nivel
microscópico

2.2 Nivel
macroscópico

2.3 Materia
no-másica

3 Distribución de materia en
el universo

4 Propiedades de la materia
ordinaria

4.1 Propiedades
generales

4.2 Propiedades extrínsecas
o generales

4.3 Propiedades intrínsecas
o específicas

4.4 Propiedades
químicas

4.5 Ley de la conservación
de la materia

5 Concepto
filosófico

5.1 Principio único o
diversos

5.2 El atomismo

5.3 Hilemorfismo

6 Errores comunes al estudiar
la materia

6.1 Diferencia nominativa
de magnitudes cuantificables

7 Miscelánea

8 Véase también

9 Referencias

Concepto físico

En física, se llama
materia a cualquier tipo de entidad física que es parte del universo
observable, tiene energía asociada, es capaz
de interaccionar, es decir, es medible y tiene una localización espaciotemporal
compatible con las leyes de la física.

Clásicamente se consideraba que la materia tiene tres propiedades que juntas
la caracterizan: que ocupa un lugar en el espacio y que tiene masa y duración en el
tiempo.

En el contexto de la física moderna se
entiende por materia cualquier campo, entidad, o
discontinuidad traducible a fenómeno perceptible que se
propaga a través del espacio-tiempo a una
velocidad igual o inferior a la de la luz y a la que se
pueda asociar energía. Así todas las
formas de materia tienen asociadas una cierta energía pero sólo algunas formas
de materia tienen masa.

Materia másica

Los constituyentes básicos de la materia másica conocida son
los fermiones
como los "quarks" (púrpura) y "leptones" (verde). Los bosones (rojo) son
"materia no-másica".

Artículo principal: Materia
(física)

La materia másica está jerárquicamente organizada en varios niveles y
subniveles. La materia másica puede ser estudiada desde los puntos de vista macroscópico y microscópico. Según
el nivel de descripción adoptado debemos adoptar descripciones clásicas o
descripciones cuánticas. Una
parte de la materia másica, concretamente la que compone los astros subenfriados
y las estrellas, está constituida por moléculas, átomos, e iones. Cuando las
condiciones de temperatura lo permite la materia se encuentra condensada.

Nivel
microscópico

El nivel microscópico de la materia másica puede entenderse como un agregado
de moléculas. Éstas a su vez son agrupaciones de átomos que forman parte del
nivel microscópico. A su vez existen niveles microscópicos que permiten
descomponer los átomos en constituyentes aún más elementales, que sería el
siguiente nivel son:

Electrones: partículas leptónicas con carga eléctrica
negativa.

Protones:
partículas bariónicas con carga eléctrica
positiva.

Neutrones: partículas bariónicas sin
carga eléctrica (pero con momento magnético).

A partir de aquí hay todo un conjunto de partículas
subatómicas que acaban finalmente en los constituyentes últimos de la
materia. Así por ejemplo virtualmente los bariones del núcleo (protones y
neutrones) se mantienen unidos gracias a un campo escalar formado por piones (bosones de espín cero). E
igualmente los protones y neutrones, sabemos que no son partículas elementales,
sino que tienen constituyentes de menor nivel que llamamos quarks (que a su vez se mantienen
unidos mediante el intercambio de gluones virtuales).

Nivel
macroscópico

Macroscópicamente, la materia másica se presenta en las condiciones
imperantes en el sistema solar, en uno de cuatro estados de agregación
molecular: sólido, líquido, gaseoso y plasma. De acuerdo con la teoría cinética
molecular la materia se encuentra formada por moléculas y éstas se
encuentran animadas de movimiento, el
cual cambia constantemente de dirección y velocidad cuando chocan o bajo
el influjo de otras interacciones físicas. Debido a este movimiento presentan energía cinética
que tiende a separarlas, pero también tienen una energía potencial
que tiende a juntarlas. Por lo tanto el estado físico de una sustancia puede ser:

Sólido: si
la energía cinética es menor que la potencial.

Líquido: si la energía
cinética y potencial son aproximadamente iguales.

Gaseoso: si la
energía cinética es mayor que la potencial.

Plasma:
si la energía cinética es tal que los electrones tienen una energía total
positiva.

Bajo ciertas condiciones puede encontrarse materia másica en otros estados
físicos, como el condensado de
Bose-Einstein o el condensado
fermiónico.

La manera más adecuada de definir materia másica es describiendo sus
cualidades:

Presenta dimensiones, es decir, ocupa un lugar en un espacio-tiempo
determinado.

Presenta inercia: la inercia se define como la resistencia que opone la
materia a modificar su estado de reposo o movimiento.

La materia es la causa de la gravedad o gravitación, que consiste en la
atracción que actúa siempre entre objetos materiales aunque estén separados
por grandes distancias.

Materia
no-másica

Una gran parte de la energía del universo corresponde a formas de materia
formada por partículas o campos que no presentan masa, como la luz y la
radiación electromagnética, las dos formada por fotones sin masa.

Otro tipo de partículas de las que no sabemos con seguridad si es másica son
los neutrinos
que inundan todo el universo y son responsables de una parte importante de toda
la energía del universo. Junto con estas partículas no másicas, se postula la
existencia de otras partículas como el gravitón, el fotino y el gravitino, que serían todas
ellas partículas sin masa aunque contribuyen a la energía total del
universo.

Distribución de materia en el
universo

Según estimaciones recientes, resumidas en este gráfico de la
NASA, alrededor del
70% del contenido energético del Universo consiste en energía oscura, cuya
presencia se infiere en su efecto sobre la expansión del Universo pero sobre
cuya naturaleza última no se sabe casi nada.

Según los modelos físicos
actuales, sólo aproximadamente el 5% de nuestro universo está formado por
materia másica ordinaria. Se supone que una parte importante de esta masa sería
materia bariónica
formada por bariones y electrones, que sólo supondrían alrededor de 1/1850 de la
masa de la materia bariónica. El resto de nuestro universo se compondría de materia oscura (23%) y energía oscura
(72%).

A pesar que la materia bariónica representa un porcentaje tan pequeño, la
mitad de ella todavía no se ha encontrado. Todas las estrellas, galaxias y gas
observable forman menos de la mitad de los bariones que debería haber. La
hipótesis principal sobre el resto de materia bariónica no encontrada es que,
como consecuencia del proceso de formación de estructuras posterior al big bang, está distribuida en
filamentos gaseosos de baja densidad que forman una red por todo el universo y
en cuyos nodos se encuentran los diversos cúmulos de galaxias. Recientemente
(mayo de 2008) el telescopio XMM-Newton de la agencia
espacial europea ha encontrado pruebas de la existencia de dicha red de
filamentos.[1]

Propiedades
de la materia ordinaria

Propiedades
generales

Las presentan los sistemas materiales básicos sin distinción y por tal motivo
no permiten diferenciar una sustancia de otra. Algunas de las propiedades
generales se les da el nombre de extensivas, pues su valor depende de la
cantidad de materia, tal es el caso de la masa, el peso, volumen. Otras,
las que no dependen de la cantidad de materia sino de la sustancia de que se
trate, se llaman intensivas. El ejemplo paradigmático de magnitud intensiva de
la materia másica es la densidad.

Propiedades extrínsecas o
generales

Son las cualidades que nos permiten reconocer a la materia, como la extensión, o la inercia. Son
aditivas debido a que dependen de la cantidad de la muestra tomada. Para
medirlas definimos magnitudes, como la 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 para cada sustancia en particular, porque
si mezclamos por ejemplo 50 ml de agua con 50 ml de etanol obtenemos un volumen
de disolución de 96 ml). Hay otras propiedades generales como la interacción, que se mide
mediante la fuerza. Todo sistema material interacciona con otros en forma
gravitatoria, electromagnética o nuclear. También es una propiedad general de la
materia su estructura corpuscular, lo que justifica que la cantidad se
mida para ciertos usos en moles.

Propiedades intrínsecas o
específicas

Son las cualidades de la materia independientes de la cantidad que se trate,
es decir no dependen de la masa. No son aditivas y, por lo general, resultan de
la composición de dos propiedades extensivas. El ejemplo perfecto lo proporciona
la densidad,
que relaciona la masa con el volumen. Es el caso también del punto de fusión, del punto de
ebullición, el coeficiente de solubilidad, el índice de
refracción, el módulo de Young,
etc.

Propiedades
químicas

Son aquellas propiedades distintivas de las sustancias que se observan cuando
reaccionan, es decir, cuando se rompen o se forman enlaces químicos entre los
átomos, formándose con la misma materia sustancias nuevas distintas de las
originales. Las propiedades químicas se manifiestan en los procesos químicos (reacciones
químicas), mientras que las propiamente llamadas propiedades físicas, se
manifiestan en los procesos físicos, como el cambio de estado, la
deformación, el desplazamiento, etc.

Ejemplos de propiedades químicas:

Corrosividad de ácidos

Poder calorífico
o energía
calórica

Acidez

Reactividad

Ley de
la conservación de la materia

Como hecho científico la idea de que la masa se conserva se remonta al químico Lavoisier, el
científico francés considerado padre de la Química moderna que midió
cuidadosamente la masa de las sustancias antes y después de intervenir en una
reacción química, y llegó a la conclusión de que la materia, medida por la masa,
no se crea ni destruye, sino que sólo se transforma en el curso de las
reacciones. Sus conclusiones se resumen en el siguiente enunciado: En una
reacción química, la materia no se crea ni se destruye, solo se transforma.
El mismo principio fue descubierto antes por Mijaíl Lomonosov,
de manera que es a veces citado como ley de Lomonosov-Lavoisier, más o menos en
los siguientes términos: La masa de un sistema de sustancias es constante,
con independencia de los procesos internos que puedan afectarle, es decir,
"La suma de los productos, es igual a la suma de los reactivos, manteniéndose
constante la masa". Sin embargo, tanto las telas modernas como el mejoramiento
de la precisión de las medidas han permitido establecer que la ley de
Lomonosov-Lavoisier, se cumple sólo aproximadamente.

La equivalencia entre masa y energía descubierta por Einstein obliga a
rechazar la afirmación de que la masa convencional se conserva, porque masa y
energía son mutuamente convertibles. De esta manera se puede afirmar que la masa relativísta
equivalente (el total de masa material y energía) se conserva, pero la masa en reposo puede
cambiar, como ocurre en aquellos procesos relativísticos en que una parte de la
materia se convierte en fotones. La conversión en reacciones nucleares
de una parte de la materia en energía radiante, con disminución de la masa en
reposo; se observa por ejemplo en procesos de fisión como la explosión de una bomba
atómica, o en procesos de fusión como la emisión constante de energía que
realizan las estrellas.

Concepto
filosófico

Desde el comienzo de la filosofía, y en casi todas las culturas, se encuentra
este concepto vagamente formulado como lo que permanece por debajo de las apariencias cambiantes de las
cosas de la naturaleza. Según esa idea,
todo lo observable está dado en sus diversas y cambiantes apariencias en un
soporte o entidad en la que radica el movimiento y cambio de las cosas: la
materia.

Principio único o
diversos

Una cuestión filosófica importante fue si toda la materia o sustrato material
tenía un principio único o tenía diversas fuentes. Que dicho sustrato sea uno
sólo, o varios principios materiales, (aire, fuego, tierra y agua), fue cuestión
planteada por los filósofos milesios; los eleatas,
en cambio, cuestionaron la realidad del movimiento y, junto con los pitagóricos, fundamentaron
el ser en un principio
formal del pensamiento, dejando a
la materia meramente como algo indeterminado e inconsistente, un no-ser.

El atomismo

Mayor trascendencia histórica ha tenido la teoría atomista de la antigüedad,
puesta de nuevo en vigor por el mecanicismo racionalista en el siglo
XVII y XVIII, que supuso el soporte teórico básico para el nacimiento de la
ciencia física moderna.

Hilemorfismo

Platón y
sobre todo Aristóteles elaboraron el
concepto de forma, correlativo y en contraposición a la materia, dándole a ésta
el carácter metafísico y problemático que ha
tenido a lo largo de la historia del pensamiento, al mismo tiempo que ha servido
como concepto que se aplica en otros contextos.

Es Aristóteles quien elaboró el concepto de materia de manera más completa,
si bien el aspecto metafísico quedó relegado a la escolástica.

Para Aristóteles, siguiendo la tradición de los milesios y Platón la
característica fundamental de la materia es la receptividad de la forma.
La materia puede ser todo aquello capaz de recibir una forma. Por eso ante todo
la materia es potencia de ser algo, siendo el algo lo determinado por la
forma.

En función de este concepto hay tantas clases de materias como clases de
formas capaces de determinar a un ser. Puesto que el movimiento consiste en un
cambio de forma de la sustancia, el movimiento se explica en función de la
materia como potencia y el acto como forma de determinación de la sustancia.

La materia, en tanto que sustancia y sujeto, es la posibilidad misma del
movimiento. Hay tantas clases de materia cuantas posibles determinaciones de la
sustancia en sus predicados.

Cuando las determinaciones son accidentales la materia viene dada por la
situación de la sustancia en potencia respecto a recepción de una nueva forma.
Así el estar sentando en acto es materia en potencia para estar de pie; el
movimiento consiste en pasar de estar de pie en potencia, a estar de pie en
acto.

El problema es la explicación del cambio
sustancial que se produce en la generación y corrupción de la sustancia.
Aparece aquí el concepto metafísico de materia prima, pura
potencia de ser que no es nada, puesto que no tiene ninguna forma de
determinación.

La tradicional fórmula escolástica por la que se suele definir la materia
prima da idea de que realmente es difícil concebir una realidad que se
corresponda con dicho concepto: No es un qué (sustancia), ni una cualidad, ni
una cantidad ni ninguna otra cosa por las cuales se determina el ser. Una
definición meramente negativa que incumple las leyes mismas de la definición.
Pura posibilidad de ser que no es nada.

Sin embargo el concepto aristotélico de materia ha tenido aplicaciones en
diversos sentidos.

Errores
comunes al estudiar la materia

Diferencia nominativa de
magnitudes cuantificables

Sabemos que dentro de la clasificación de propiedades y magnitudes
cuantificables existe el criterio: propiedades físicas y químicas. En el caso de
las propiedades físicas, estas se subdividen en escalares, vectoriales y
tensoriales. Dentro de las propiedades físicas tenemos la masa y dentro de las
propiedades vectoriales está el peso. Ahora bien, por la tergiversación de los
conceptos mismos y por el mal uso cotidiano de las propiedades de la materia, se
nomina la masa como peso, siendo estas dos propiedades
diametralmente opuestas. Una es la cantidad de materia que hay en un sistema que
ocupe algún volumen en el espacio y la segunda es la medida de la fuerza que
ejerce la gravedad sobre la masa
misma.

Otro error muy común es la asignación de nombre a señaléticas (los cuales en
muchos casos no corresponde). Cuando en una carretera se asigna un letrero que
dice: "Disminuir la velocidad al entrar a la ciudad" o "Velocidad
máxima: 120 km/h"; todos estos son erróneos, puesto que la velocidad es una
magnitud vectorial y contempla en ella no solo el valor (módulo) al que se
desplace el móvil, sino que a la dirección, sentido, punto de aplicación y punto
de origen de este. En esos casos, deberíaa decir: Rapidez máxima. Y por esto
mismo, el instrumento de medición de los vehículos se llama en realidad
rapidímetro u oggmetro, pero jamás Velocímetro (esto es una nominación y uso
incorrecto del concepto en su correcta acepción). Si vemos como un todo en el
universo se puede comprender este concepto.

Miscelánea

El kilogramo es una unidad de
la cantidad de materia, corresponde a la masa de un dm³ (1 litro) de agua pura
a 4 °C de temperatura. A partir de esta medida, se creó un bloque de
platino e iridio de la misma masa que se denominó kilogramo patrón. Éste se
conserva en la Oficina Internacional de Pesos y Medidas de Sèvres (Francia).

La cantidad de
materia también puede ser estimada por la energía contenida en una cierta
región del espacio, tal como sugiere la fórmula E = m.c² que da la equivalencia
entre masa y energía establecida por la teoría de la
relatividad de Albert Einstein.

"Tabla de densidades" en [kg/m3]: Osmio 22300, Oro 19300 - Hierro 7960 - Cemento 3000 - Agua 1000 - Hielo 920 - Madera 600 a 900 - Aire 1,29.

La temperatura es una
magnitud que indica el grado de agitación térmica de una sustancia. Asimismo,
cuando dos sustancias que están en contacto tienen distintas temperaturas se
produce una transferencia de energía térmica (en forma de calor) hasta igualar
ambas temperaturas. En el momento en que se igualan las temperaturas se dice
que estas dos sustancias están en equilibrio térmico.

Los tres elementos químicos más abundantes en el universo son H, He y C;
algunas de sus propiedades más importantes son:

Hidrógeno
(H2): Densidad = 0,0899 kg/m³ Teb = -252,9 °C, Tf
=-259,1 °C.

Helio (He):
Densidad = 0,179 kg/m³ Teb = -268,9 °C, Tf = -272,2 °C.

Carbono
(C): Densidad = 2267 kg/m³ Teb = 4027 °C, Tf = 3527 °C.

Véase también

Antimateria

Material

Forma
(filosofía)

Referencias

↑ ESA
(ed.): «El XMM
descubre parte de la materia perdida del universo».

Obtenido de "http://es.wikipedia.org/wiki/Materia"

Categorías:
Materia |
Terminología
filosófica

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