В этой статье мы поговорим о материи, какая она бывает и какие у неё свойства.
Что же такое материя? Материя - это нечто, которое существует вне зависимости от человеческого сознания в пространстве. То есть какая-нибудь звезда в космосе или камень на дороге, любой объект, будут существовать независимо от того, что вы о нём думаете.
Вроде как должно быть очевидно, что материя - это что-то, что можно увидеть или почувствовать. Взять тот же камень или звезду. На них можно взглянуть и даже потрогать, хоть в случае со звездой так делать не рекомендуется. Но всё не так просто, на самом деле материя бывает разная и далеко не всю можно пощупать или увидеть, её нужно зафиксировать какими-то другими способами.
Давайте начнём по порядку.
1. Вещество.
Камень и звезда, приведённые в пример в начале поста, состоят из вещества. То есть вещество - это то, из чего состоят привычные для нас тела: вода, воздух, та самая тарелка в раковине, которую всем лень мыть.
Тела на фундаментальном уровне состоят из элементарных частиц - фермионов. В основном вещество состоит из верхнего и нижнего кварков(из них построены протоны и нейтроны), а также электронов, то есть из материальных частиц первого поколения.
Лептоны - частицы, которые порождаются слабым взаимодействием (одним из четырёх фундаментальных взаимодействий). Например, из ядра атома может вылететь бета-частица (электрон), которая возникла после распада нейтрона на электрон, протон и нейтрино в ядре атома.
Бозоны - частицы, благодаря которым другие элементарные частицы могут взаимодействовать. Например, из-за ускоренного движения зарядов появляются электромагнитное поле и фотон, который поглощается электроном в электронной оболочке атома, придавая ему дополнительную энергию.
Вспомним, что атом состоит из ядра (протонов и нейтронов) и электронных оболочек. Поэтому давайте взглянем на более привычную для всех таблицу элементов, которые являются веществом - периодическую таблицу химических элементов Менделеева.
Здесь изображены все известные науке элементы, самым распространённым из которых является водород. Он есть практически везде: на Земле, на поверхности и в недрах Звёзд, в туманностях и так далее.
О свойствах веществ пишут целые книги и научные исследования, так как их очень много. У каждого оно своё или в чём-то схоже с другим. Каждый может иметь свой запах или цвет, а может не иметь. Например, при одинаковом объёме масса урана будет больше массы кремния.
Из вещества состоит всё, что мы так хорошо знаем, будь то любой живой организм, любая звезда или даже мысль, хранящаяся в мозге. Но есть и другие материи, из которых состоит Вселенная.
2. Электромагнитное поле.
Выше я уже упоминал об электромагнитном поле. Это особая форма материи, посредством которой осуществляется взаимодействие между заряженными частицами.
Электромагнитное поле состоит из электрического поля и магнитного и порождается ими. Электрическое поле возникает вокруг заряда, а магнитное при движении этого самого заряда (тока).
Из свойств этой материи: обладает массой, импульсом, переносит энергию, испытывает воздействие гравитационных сил, распространяется в пространстве с конечной скоростью - со скоростью света. Её считают однородной.
Самый наглядный пример использования человеком электромагнитного поля - генераторы переменного тока.
А самым мощным электромагнитном полем обладают магнетары со значение в 10 в 11 степени Тесла. Подмечу, что самый сильный электромагнит, созданный человеком имеет значение в 20 Тесла, то есть в 5 миллиардов раз меньше, чем у самых мощных магнетаров.
3. Квантовое поле.
Квантовое поле - это такое поле, которое состоит из взаимодействий квантов (определенный порций энергии).
По сути в него входят и другие поля, например электромагнитное, сильное ядерное поле, отвечающее за сильное ядерное взаимодействие, и слабое ядерное поле, отвечающее за слабое ядерное взаимодействие.
Также теорией квантового поля описываются виртуальные частицы. Это короткоживущие ненаблюдаемые частицы, возникающие в вакууме во время различных взаимодействий частиц.
4. Тёмная материя и тёмная энергия.
В 1933 году у астрономов появилось подозрение на наличие во Вселенной скрытой массы. Это подозрение появилось вследствие изучения галактик и наблюдения того, что объекты двигались не согласно Ньютоновской механики, а после, в начале 20 века, учёные создали теорию о тёмной энергии и материи.
Эта теория предполагает наличие некоторой скрытой материи и энергии, о которых мы абсолютно ничего не знаем кроме того, что они обладают 4/5 массы всей Вселенной и взаимодействуют с другими материями только через гравитацию.
Однако, у этой теории уже есть альтернативы, например теория MOND (Модифицированная Ньютоновская механика).
#Физика #Материя #Темная материя #Темная энергия #Квантовая физика #Электромагнитное поле #Вещество #Астрономия
