Todo lo que existe en el Universo, desde una diminuta bacteria hasta una enorme estrella está formado por materia. Pero, ¿qué es en realidad la materia?
En principio, podemos decir que:
Materia es todo aquello que ocupa un lugar en el espacio y que posee una cierta cantidad de masa o energía.
Digamos que, en un sentido clásico y general, esta definición sería aceptable para lo que podríamos llamar materia ordinaria, y que posee una serie de propiedades que podemos clasificar en:
- Propiedades generales: son aquellas comunes a todos los tipos de materia y, en consecuencia, no permiten distinguir unos de otros.
- Propiedades específicas: son características de cada tipo de materia por lo que permiten distinguir unas sustancias de otras.
Las propiedades generales de la materia
Como ejemplos de propiedades generales podemos citar la masa (la cantidad de materia que posee) o el volumen (su extensión en el espacio).
Una característica importante de estas propiedades es que son aditivas, es decir, dependen de la porción de materia tomada. Así, si vertemos dos vasos de agua en una jarra, la masa y el volumen de agua finales serán la suma de las masas y los volúmenes de agua de cada uno de los vasos. O bien, si dividimos un bloque de madera en dos partes iguales, cada una tendrá la mitad de la masa y del volumen de la pieza original. Por ello, conocer la masa o el volumen no nos permite identificar la materia concreta a la que se corresponde.
Otros ejemplos de propiedades generales son la inercia o el peso, aunque se pueden considerar manifestaciones de la propia masa. La inercia es la tendencia de los cuerpos a conservar su estado de movimiento (como cuando nos vemos «empujados» hacia delante al tropezar con algo o al ir en un coche que frena bruscamente), y esta es consecuencia de la masa que poseen. Por su parte el peso, es la fuerza de atracción gravitatoria que experimenta un cuerpo, que también es proporcional a su masa.
Las propiedades generales se denominan también propiedades extensivas (varían según la extensión del cuerpo o de la fracción del mismo considerada).
Las propiedades específicas de la materia
Las propiedades específicas son características de cada tipo de materia, por lo que estas sí permiten distinguir unas sustancias de otras. El ejemplo más conocido es la densidad, que es el cociente entre la masa y el volumen de un cuerpo:
Las propiedades específicas no son aditivas, ya que no dependen de la cantidad ni del tamaño del cuerpo, es decir, son invariables para cada tipo de sustancia: la densidad del oro, por ejemplo, es la misma si está en forma de anillo, de moneda o de un pesado lingote.
Las temperaturas de fusión y de ebullición también son características de cada sustancia o mezcla de sustancias. De hecho, un estudio sencillo que se realiza con frecuencia en el laboratorio para determinar la pureza de los compuestos sintetizados es la determinación de su punto de fusión.
Otras propiedades específicas son la dureza, la resistencia a la fractura o a la deformación, la viscosidad, el calor específico, la conductividad eléctrica o térmica… También se consideran propiedades específicas aquellas que nos permiten distinguir sensorialmente unas sustancias de otras: olor, color, sabor…
Las propiedades generales son también conocidas como propiedades intensivas, al ser propias de cada sustancia o material y no depender de la cantidad o la extensión de la muestra considerada para su estudio.
¿Materia no ordinaria?
En un principio nos hemos referido a las propiedades y características de la materia ordinaria. ¿Significa esto que existen otros tipos de materia?
En la actualidad sabemos que existen partículas sin masa, como los fotones que constituyen la luz y, en general, cualquier radiación electromagnética. Pero, ¿cómo puede una partícula no tener masa? Cuando hablamos de partícula, nos referimos a la parte más pequeña de la materia, y si esta se caracteriza por tener masa, ¿no es esto una contradicción? Puede que sí, pero todo tiene una explicación. Seguro que has visto más de una vez la famosa ecuación de Einstein, que se suele escribir como E = mc2, y que dice que la energía es igual a la masa por la velocidad de la luz (en el vacío) al cuadrado. Es decir, existe una equivalencia entre masa y energía, como si fuesen dos manifestaciones de una misma cosa. Los fotones no tienen masa, pero son partículas portadoras de energía (la energía del Sol nos llega a través de los fotones de la luz que emite y que llega a nosotros) por lo que tiene sentido referirse a ellas como partículas, siempre y cuando entendamos que estas se caracterizan por tener masa o energía (existiendo una relación de equivalencia entre ambas).
En realidad, todo es cuestión de matices y definiciones, pero en ciencia es importante que las explicaciones sean consistentes y no contradictorias. No es necesario conocer en profundidad estos detalles, pero sí darnos cuenta de la dificultad que supone profundizar en el conocimiento y construir modelos teóricos que nos permitan interpretar tanto los fenómenos cotidianos como aquellos que se esconden en la estructura más íntima de la materia que, en definitiva, es lo que forma todo lo que somos y lo que está a nuestro alrededor.
Cienciadelux 