The hmota Je to hmota, která zaujímá místo ve vesmíru a je schopná gravitační interakce. Celý vesmír je tvořen hmotou, která má svůj původ těsně po velký třesk.
Hmota je přítomna ve čtyřech stavech: pevná látka, kapalina, plyn a plazma. Ten má mnoho podobností s plynnými, ale díky jedinečným zvláštnostem je čtvrtou formou agregace.
Vlastnosti hmoty jsou rozděleny do dvou kategorií: obecné a charakteristiky. Obecné umožňují odlišit hmotu od toho, co není. Například hmotnost je charakteristikou hmoty, stejně jako elektrického náboje, objemu a teploty. Tyto vlastnosti jsou společné pro každou látku.
Na druhé straně jsou charakteristikami konkrétní vlastnosti, kterými se jeden typ hmoty odlišuje od druhého. Tato kategorie zahrnuje hustotu, barvu, tvrdost, viskozitu, vodivost, bod tání, modul stlačitelnosti a mnoho dalších..
Rejstřík článků
Atomy jsou stavebními kameny hmoty. Atomy jsou zase tvořeny protony, elektrony a neutrony..
Elektrický náboj je vnitřní charakteristikou částic, které tvoří hmotu. Protony mají kladný náboj a elektrony záporný náboj, neutronům chybí elektrický náboj.
V atomu se protony a elektrony nacházejí ve stejném množství, proto je atom - a hmota obecně - obvykle v neutrálním stavu.
Původ hmoty je v počátečních okamžicích vzniku vesmíru, ve stadiu, ve kterém se začaly tvořit lehké prvky, jako je helium, lithium a deuterium (izotop vodíku)..
Tato fáze je známá jako Nukleosyntéza velkého třesku, proces generování atomových jader z jejich složek: protonů a neutronů. Krátké okamžiky po Velkém třesku se vesmír ochladil a protony a neutrony se spojily a vytvořily atomová jádra.
Později, když vznikly hvězdy, jejich jádra syntetizovala nejtěžší prvky pomocí procesů jaderné fúze. Tímto způsobem měla původ obyčejná hmota, ze které jsou formovány všechny známé objekty ve vesmíru, včetně živých bytostí..
Vědci se však v současné době domnívají, že vesmír není zcela tvořen obyčejnou hmotou. Stávající hustota této hmoty nevysvětluje mnoho kosmologických pozorování, jako je rozpínání vesmíru a rychlost hvězd v galaxiích..
Hvězdy se pohybují rychleji, než předpovídá hustota obyčejné hmoty, a proto se předpokládá existence neviditelné hmoty, která je za to odpovědná. Je to o temná hmota.
Předpokládá se také existence třetí třídy hmoty spojené s tím, co je známé jako temná energie. Pamatujme si, že hmota a energie jsou ekvivalentní, podle toho, na co upozornil Einstein.
To, co si popíšeme níže, se vztahuje výlučně na běžnou hmotu, ze které jsme vyrobeni, která má masové a jiné obecné vlastnosti a mnoho velmi specifických v závislosti na druhu hmoty..
Obecné vlastnosti hmoty jsou společné všem. Například kus dřeva a kus kovu mají hmotu, zabírají objem a mají určitou teplotu.
Hmotnost a hmotnost jsou výrazy, které jsou často zaměňovány. Mezi nimi však existuje zásadní rozdíl: hmotnost těla je stejná - pokud nedojde ke ztrátě - ale váha téhož objektu se může změnit. Víme, že váha na Zemi a na Měsíci není stejná, protože gravitace Země je větší.
Hmotnost je tedy skalární veličina, zatímco hmotnost je vektor. To znamená, že váha objektu má velikost, směr a smysl, protože je to síla, s níž Země - nebo Měsíc nebo jiný astronomický objekt - táhne objekt směrem ke středu. Zde jsou směr a smysl „směrem ke středu“, zatímco velikost odpovídá numerické části.
K vyjádření hmotnosti stačí číslo a jednotka. Například mluví o kilo kukuřice nebo tuně oceli. V mezinárodním systému jednotek (SI) je jednotkou hmotnosti kilogram.
Z každodenních zkušeností víme jistě také to, že je mnohem obtížnější přesouvat velmi masivní předměty než ty lehčí. Pro druhé je snazší změnit pohyb. Je to vlastnost hmoty zvaná setrvačnost, který se měří hmotou.
Hmota zabírá určité množství prostoru, který není obsazen jinou hmotou. To je proto neproniknutelné, což znamená, že nabízí odolnost vůči ostatním hmotám, které zaujímají stejné místo..
Například při namáčení houby se kapalina nachází v pórech houby, aniž by zaujímala stejné místo jako ona. Totéž platí pro zlomené a porézní horniny, které obsahují ropu..
Atomy jsou organizovány do molekul, aby poskytly strukturu hmoty, ale jakmile je dosaženo, tyto částice nejsou ve statické rovnováze. Naopak, mají charakteristický vibrační pohyb, který mimo jiné závisí na dispozici, kterou mají..
Tento pohyb je spojen s vnitřní energií hmoty, která se měří teplotou..
Je jich mnoho a jejich studie přispívá k charakterizaci různých interakcí, které je hmota schopna navázat. Jednou z nejdůležitějších je hustota: kilo železa a další dřeva váží stejně, ale kilo železa zabírá menší objem než kilo dřeva.
Hustota je poměr hmotnosti k objemu, který zabírá. Každý materiál má hustotu, která je pro něj charakteristická, i když není neměnná, protože teplota a tlak mohou provádět důležité modifikace..
Další velmi zvláštní vlastností je pružnost. Ne všechny materiály mají stejné chování, když jsou natažené nebo stlačené. Některé nabízejí velký odpor, jiné jsou snadno deformovatelné.
Tímto způsobem máme řadu vlastností hmoty, které charakterizují její chování v nesčetných situacích..
Hmota se nám jeví ve stavech agregace, v závislosti na kohezní síle mezi částicemi, které ji tvoří. Tímto způsobem se přirozeně vyskytují čtyři stavy:
-Pevný
-Kapaliny
-Plyny
-Plazma
Pevná hmota má velmi dobře definovaný tvar, protože základní částice jsou vysoce soudržné. Má také dobrou elastickou odezvu, protože při deformaci má hmota v pevném stavu tendenci se vracet do původního stavu..
Kapaliny mají tvar nádoby, která je obsahuje, ale i tak mají dobře definovaný objem, protože molekulární vazby, i když jsou pružnější než v pevných látkách, stále poskytují dostatečnou soudržnost.
Hmota v plynném stavu se vyznačuje tím, že její částice nejsou pevně vázány. Ve skutečnosti mají velkou mobilitu, a proto plyny nemají tvar a expandují, dokud nenaplní objem nádoby, která je obsahuje..
Plazma je hmota v plynném stavu a také ionizovaná. Již bylo zmíněno dříve, že obecně je hmota v neutrálním stavu, ale v případě plazmy se jeden nebo více elektronů oddělilo od atomu a zanechalo jej síťový náboj..
Ačkoli plazma je nejméně známá ze stavů hmoty, pravdou je, že je ve vesmíru hojná. Například plazma existuje ve vnější atmosféře Země, stejně jako na Slunci a jiných hvězdách..
V laboratoři je možné vytvářet plazmu zahříváním plynu, dokud se elektrony neoddělí od atomů, nebo bombardováním plynu vysokoenergetickým zářením.
Jakýkoli společný předmět je vyroben z hmoty, například:
V elementární hmotě najdeme prvky, které tvoří periodickou tabulku prvků, které jsou nejelementárnější částí hmoty. Všechny objekty, které tvoří hmotu, lze rozdělit na tyto malé prvky.
Je to hmota vytvořená živými organismy a založená na chemii uhlíku, světelného prvku, který může snadno vytvářet kovalentní vazby. Organické sloučeniny jsou dlouhé řetězce molekul s velkou všestranností a život je používá k plnění svých funkcí.
Jedná se o typ hmoty, ve které jsou elektrony kladně nabité (pozitrony) a protony (antiprotony) záporně nabité. Neutrony, i když mají neutrální náboj, také nazývají svou antičástice anti-neutron, z antikvarků.
Částice antihmoty mají stejnou hmotnost jako částice hmoty a vyskytují se v přírodě. V kosmických paprskech, záření vycházejících z vesmíru, byly pozitrony detekovány od roku 1932. A v laboratořích byly pomocí jaderných urychlovačů vyráběny antičástice všeho druhu.
Byl dokonce vytvořen umělý anti-atom, složený z pozitronu obíhajícího kolem antiprotonu. Netrvalo dlouho, protože antihmota v přítomnosti hmoty ničí a produkuje energii.
Hmota, ze které se skládá Země, se také nachází ve zbytku vesmíru. Jádra hvězd fungují jako gigantické štěpné reaktory, ve kterých se nepřetržitě vytvářejí atomy těžší než vodík a helium.
Jak jsme však řekli dříve, chování vesmíru naznačuje mnohem vyšší hustotu, než je pozorováno. Vysvětlení může spočívat v typu hmoty, kterou nelze vidět, ale která vytváří efekty, které lze pozorovat a které se promítají do gravitačních sil intenzivnějších, než produkuje hustota pozorovatelné hmoty..
Předpokládá se, že temná hmota a energie tvoří 90% vesmíru (první přispívá 25% z celkového počtu). Pouze 10% obyčejné hmoty a zbytek by tedy byla temná energie, která by byla homogenně distribuována po celém vesmíru..
Zatím žádné komentáře