materie, materiële stof die het waarneembare universum vormt en, samen met energie, de basis vormt van alle objectieve verschijnselen.
op het meest fundamentele niveau bestaat materie uit elementaire deeltjes, bekend als quarks en leptonen (de klasse van elementaire deeltjes die elektronen omvat). Quarks combineren tot protonen en neutronen en vormen samen met elektronen atomen van de elementen van het periodiek systeem, zoals waterstof, zuurstof en ijzer. Atomen kunnen zich verder combineren tot moleculen zoals het watermolecuul, H2O. grote groepen atomen of moleculen vormen op hun beurt de bulk van het dagelijks leven.,
afhankelijk van de temperatuur en andere omstandigheden kan materie in een van de verschillende toestanden voorkomen. Bij normale temperaturen is goud bijvoorbeeld een vaste stof, water is een vloeistof en stikstof is een gas, zoals gedefinieerd door bepaalde kenmerken: vaste stoffen houden hun vorm vast, vloeistoffen nemen de vorm aan van de container die ze vasthoudt, en gassen vullen een hele container. Deze toestanden kunnen verder worden gecategoriseerd in subgroepen., Vaste stoffen kunnen bijvoorbeeld worden onderverdeeld in vaste stoffen met kristallijne of amorfe structuren of in metalen, Ionische, covalente of moleculaire vaste stoffen, op basis van de soorten bindingen die de samenstellende atomen bij elkaar houden. Minder duidelijk gedefinieerde toestanden van materie omvatten plasma ‘ s, die geïoniseerde gassen bij zeer hoge temperaturen zijn; schuimen, die aspecten van vloeistoffen en vaste stoffen combineren; en clusters, die samenstellingen van kleine aantallen atomen of moleculen zijn die zowel atomair-niveau als bulklike eigenschappen vertonen.,
echter, alle materie van elk type heeft de fundamentele eigenschap van inertie, die—zoals geformuleerd binnen Isaac Newton ‘ s drie bewegingswetten-een materieel lichaam verhindert om onmiddellijk te reageren op pogingen om zijn rusttoestand of beweging te veranderen. De massa van een lichaam is een maat voor deze weerstand tegen verandering; het is enorm moeilijker om een enorme oceaanboot in beweging te zetten dan om een fiets te duwen., Een andere universele eigenschap is gravitationele massa, waarbij elke fysieke entiteit in het universum werkt om elke andere aan te trekken, zoals eerst gesteld door Newton en later verfijnd in een nieuwe conceptuele vorm door Albert Einstein.
hoewel basisideeën over materie terug te voeren zijn tot Newton en zelfs eerder tot Aristoteles ‘ natuurfilosofie, begon verder begrip van materie, samen met nieuwe puzzels, in het begin van de 20e eeuw op te duiken., Einsteins speciale relativiteitstheorie (1905) laat zien dat materie (als massa) en energie in elkaar kunnen worden omgezet volgens de beroemde vergelijking E = mc2, waarbij E energie is, m massa en c de lichtsnelheid. Deze transformatie vindt bijvoorbeeld plaats tijdens de kernsplijting, waarbij de kern van een zwaar element, zoals uranium, zich splitst in twee fragmenten met een kleinere totale massa, waarbij het massaverschil als energie vrijkomt., Einstein ‘ s theorie van de zwaartekracht, ook bekend als zijn theorie van de algemene relativiteitstheorie (1916), neemt als een centraal postulaat de experimenteel waargenomen equivalentie van inertiële massa en gravitatiemassa en laat zien hoe zwaartekracht ontstaat uit de vervormingen die materie introduceert in het omringende ruimte-tijdcontinuüm.het begrip materie wordt verder gecompliceerd door de kwantummechanica, waarvan de wortels teruggaan tot de verklaring van Max Planck in 1900 over de eigenschappen van elektromagnetische straling die door een heet lichaam wordt uitgezonden., In de kwantum view gedragen elementaire deeltjes zich zowel als kleine balletjes als als golven die zich verspreiden in de ruimte—een schijnbare paradox die nog niet volledig is opgelost. Extra complexiteit in de Betekenis van materie komt van astronomische waarnemingen die begonnen in de jaren 1930 en die laten zien dat een groot deel van het heelal bestaat uit “donkere materie.”Dit onzichtbare materiaal heeft geen invloed op het licht en kan alleen worden gedetecteerd door zijn gravitationele effecten. De precieze aard ervan moet nog worden vastgesteld.,
aan de andere kant, door de hedendaagse zoektocht naar een Verenigde veldtheorie, die drie van de vier soorten interacties tussen elementaire deeltjes (de sterke kracht, de zwakke kracht en de elektromagnetische kracht, met uitzondering van alleen de zwaartekracht) binnen een enkel conceptueel kader zou plaatsen, kunnen natuurkundigen op het punt staan de oorsprong van de massa te verklaren., Hoewel een volledig bevredigende grand unified theory (GUT) nog moet worden afgeleid, voorspelde één component, de elektrozwakke theorie van Sheldon Glashow, Abdus Salam en Steven Weinberg (die in 1979 de Nobelprijs voor de Natuurkunde voor dit werk deelden) dat een elementair subatomair deeltje bekend als het higgsboson massa verleent aan alle bekende elementaire deeltjes. Na jaren van experimenten met de krachtigste deeltjesversnellers … kondigden wetenschappers in 2012 de ontdekking van het higgsboson aan.,
Voor gedetailleerde behandelingen van de eigenschappen, toestanden en het gedrag van bulkgoederen, zie vaste, vloeibare en gas evenals specifieke vormen en types zoals kristal en metaal.