matière, substance matérielle qui constitue l’univers observable et, avec l’énergie, forme la base de tous les phénomènes objectifs.
au niveau le plus fondamental, la matière est composée de particules élémentaires, appelées quarks et leptons (la classe des particules élémentaires qui comprend les électrons). Les Quarks se combinent en protons et neutrons et, avec les électrons, forment des atomes des éléments du tableau périodique, tels que l’hydrogène, l’oxygène et le fer. Les atomes peuvent se combiner davantage en molécules telles que la molécule d’eau, H2O.de grands groupes d’atomes ou de molécules forment à leur tour la matière en vrac de la vie quotidienne.,
selon la température et d’autres conditions, la matière peut apparaître dans n’importe lequel de plusieurs États. À des températures ordinaires, par exemple, l’or est un solide, l’eau est un liquide et l’azote est un gaz, tels que définis par certaines caractéristiques: les solides conservent leur forme, les liquides prennent la forme du récipient qui les contient et les gaz remplissent un récipient entier. Ces états peuvent être classés en sous-groupes., Les solides, par exemple, peuvent être divisés en ceux ayant des structures cristallines ou amorphes ou en solides métalliques, ioniques, covalents ou moléculaires, sur la base des types de liaisons qui maintiennent ensemble les atomes constitutifs. Les états de matière moins clairement définis comprennent les plasmas, qui sont des gaz ionisés à très haute température; Les mousses, qui combinent des aspects des liquides et des solides; et les grappes, qui sont des assemblages de petits nombres d’atomes ou de molécules qui présentent à la fois des propriétés atomiques et en vrac.,
cependant, toute matière de tout type partage la propriété fondamentale de l’inertie, qui—telle que formulée dans les trois lois du mouvement D’Isaac Newton—empêche un corps matériel de répondre instantanément aux tentatives de changer son état de repos ou de mouvement. La masse d’un corps est une mesure de cette résistance au changement; il est énormément plus difficile de mettre en mouvement un paquebot massif que de pousser une bicyclette., Une autre propriété universelle est la masse gravitationnelle, par laquelle chaque entité physique de l’univers agit de manière à attirer toutes les autres, comme l’a d’abord déclaré Newton et plus tard affiné dans une nouvelle forme Conceptuelle par Albert Einstein.
bien que les idées de base sur la matière remontent à Newton et même plus tôt à la philosophie naturelle D’Aristote, une meilleure compréhension de la matière, ainsi que de nouvelles énigmes, ont commencé à émerger au début du 20ème siècle., La théorie de la relativité restreinte d’Einstein (1905) montre que la matière (en tant que masse) et l’énergie peuvent être converties l’une en l’autre selon la célèbre équation E = mc2, où E est l’énergie, m est la masse et c est la vitesse de la lumière. Cette transformation se produit, par exemple, lors de la fission nucléaire, dans laquelle le noyau d’un élément lourd tel que l’uranium se divise en deux fragments de masse totale plus petite, la différence de masse étant libérée sous forme d’énergie., La théorie de la gravitation d’Einstein, également connue sous le nom de théorie de la relativité générale (1916), prend comme postulat central l’équivalence expérimentalement observée de la masse inertielle et de la masse gravitationnelle et montre comment la gravité résulte des distorsions que la matière introduit dans le continuum espace-temps environnant.
Le concept de matière est encore compliqué par la mécanique quantique, dont les racines remontent à L’explication de Max Planck en 1900 des propriétés du rayonnement électromagnétique émis par un corps chaud., Dans la vue quantique, les particules élémentaires se comportent à la fois comme de minuscules boules et comme des ondes qui se propagent dans l’espace—un paradoxe apparent qui n’a pas encore été entièrement résolu. Une complexité supplémentaire dans le sens de la matière vient des observations astronomiques qui ont commencé dans les années 1930 et qui montrent qu’une grande partie de l’univers est constituée de « matière noire.” Ce matériau invisible n’affecte pas la lumière et ne peut être détecté que par ses effets gravitationnels. Sa nature détaillée reste à déterminer.,
d’autre part, à travers la recherche contemporaine d’une théorie des champs unifiée, qui placerait trois des quatre types d’interactions entre les particules élémentaires (la force forte, la force faible et la force électromagnétique, excluant uniquement la gravité) dans un seul cadre conceptuel, les physiciens pourraient être sur le point d’expliquer l’origine de la masse., Bien qu’une théorie grand unifiée (GUT) entièrement satisfaisante n’ait pas encore été dérivée, une composante, la théorie électrofaible de Sheldon Glashow, Abdus Salam et Steven Weinberg (qui a partagé le prix Nobel de physique de 1979 pour ce travail) prédit qu’une particule subatomique élémentaire connue sous le nom de boson de Higgs confère une masse à toutes les particules élémentaires connues. Après des années d’expériences utilisant les accélérateurs de particules les plus puissants disponibles, les scientifiques ont finalement annoncé en 2012 la découverte probable du boson de Higgs.,
pour des traitements détaillés des propriétés, des États et du comportement de la matière en vrac, voir solide, liquide et gaz, ainsi que des formes et types spécifiques tels que le cristal et le métal.