Ύλη

Η ύλη πριν τον 20ό αιώνα οριζόταν ως το συστατικό από το οποίο αποτελούνται όλα τα φυσικά αντικείμενα που έχουν μάζα (υλικά αντικείμενα), τα οποία διαχωρίζονται από ενεργειακά φαινόμενα όπως ο ήχος ή το φως. Επειδή η μάζα μπορεί να αναδύεται από σωματίδια με πρακτικά ανύπαρκτη μάζα ηρεμίας, όταν αυτά αποκτούν μεγάλες ταχύτητες, και επειδή σωματίδια που έχουν μάζα δεν ορίζονται κατ' ανάγκη ως ύλη, καθώς δεν μπορούν να υφίστανται αυθύπαρκτα (π.χ. κουάρκ), η ύλη δεν είναι θεμελιώδης όρος πλέον στη σύγχρονη φυσική. Σίγουρα ο όρος ύλη χρησιμοποιείται για τα αντικείμενα που απαρτίζονται από άτομα και για τα υποατομικά σωματίδια όπως τα πρωτόνια, τα νετρόνια και τα ηλεκτρόνια, τα οποία εμφανίζουν, σε ηρεμία, εκτός από μάζα, και την ιδιότητα του να καταλαμβάνουν όγκο στον χώρο. Μακροσκοπικά, από ύλη αποτελούνται τα φυσικά σώματα όπως μία πέτρα ή το νερό, ουράνια σώματα όπως πλανήτες, αστέρες, γαλαξίες, κλπ. Η αντιύλη είναι επί της ουσίας ύλη που στο σύμπαν μας εμφανίζει ιδιότητες που την κάνουν να εξουδετερώνεται στην επαφή της με την ύλη, παράγοντας ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία, καθώς και να εμφανίζει διαφορετικό χρόνο ζωής από την ύλη (διασπάται πιο γρήγορα). Φαίνεται επίσης να υπάρχει και η σκοτεινή ύλη, όμως δεν γνωρίζουμε από τι αποτελείται αυτή ή πώς ακριβώς αλληλεπιδρά με το δικό μας σύμπαν. Η φιλοσοφία που αντιλαμβάνεται την ύλη σαν το θεμελιώδες συστατικό του κόσμου και αναλύει την εμφάνιση και εξέλιξη της ζωής βάσει της ύλης, ονομάζεται υλισμός.

 Η ύλη έχει διάφορες ιδιότητες οι οποίες διαχωρίζουν και ουσιαστικά χρησιμοποιούνται από την επιστήμη και τους ζωντανούς οργανισμούς για να ταυτοποιήσουν τις διαφορετικές μορφές της ύλης και τα διάφορα σώματα. Μερικές ιδιότητες που μπορεί να έχει η ύλη είναι: Κίνηση: Η ύλη κινείται, για την ακρίβεια δεν υπάρχει σώμα που να θεωρείται εντελώς ακίνητο, ώστε μερικοί επιστήμονες να διατυπώσουν τη φράση κίνηση είναι ο τρόπος ύπαρξης της ύλης. Ωστόσο η ύλη έχει και αδράνεια. Ορατή: Η ύλη συνήθως είναι ορατή, έχει χρώμα, διαύγεια ή σχήμα. Χαρακτηριστικό παράδειγμα είναι ο ουρανός ενώ είναι αρκετά διαφανές το υλικό από το οποίο αποτελείται έχει χρώμα. Υφή: Τα υλικά σώματα είναι συνήθως απτά. Ολκιμότητα: Μπορεί να μετατραπεί σε ράβδους και σύρματα. Ελατότητα: Μπορεί να μετατραπεί σε επιφάνειες και φύλλα. Μηχανική αντοχή: Δεν παραμορφώνεται εύκολα από τις πιέσεις. Ηλεκτρική αγωγιμότητα: Επιτρέπει ή όχι τη διέλευση ηλεκτρικού ρεύματος.Εκτός από αυτές υπάρχουν και άλλες ιδιότητες. Υπάρχουν δύο έννοιες που έχουν αναπτυχθεί για τη μέτρηση της ύλης: Μάζα: Είναι η ποσότητα της ύλης ενός σώματος. Η έννοια της μάζας συνδέεται με την έννοια της αλληλεπίδρασης. Γραμμομοριακή ποσότητα: Είναι η ποσότητα των στοιχειωδών οντοτήτων ενός σώματος. Η έννοια αυτή συνδέεται με την έννοια της δομής της ύλης.Θεωρείται ότι ισχύει η αρχή διατήρησης της μάζας και της ενέργειας στο σύμπαν, δηλαδή η συνολική μάζα και ενέργεια κάθε στιγμή είναι σταθερή ή η μάζα που έχει χαθεί ισούται με την ενέργεια που έχει βρεθεί με τον τύπο Ε=mc2. Αυτός ο τύπος έχει δώσει έναυσμα για την ισοδυναμία ύλης και ενέργειας. Πολύ μικροσκοπικά σωματίδια όπως τα άτομα και ακόμα μικρότερα αυτών συνδυαζόμενα με ποικίλους τρόπους δημιουργούν την αφάνταστη ποικιλία των μορφών της ύλης που χαρακτηρίζει τον κόσμο μας. Η ύλη μπορεί να μετατραπεί σε ενέργεια όπως και αντίστροφα. Μία σύγχρονη άποψη πάνω στην ύλη τη θεωρεί ως όλες τις επιστημονικώς παρατηρήσιμες οντότητες. Συνήθως, αυτός ο ορισμός περιορίζεται σε αυτές τις οντότητες που μελετά η Φυσική. Έτσι, μπορούμε να δούμε την ύλη ως αποτελούμενη από σωματίδια που είναι φερμιόνια και επομένως υπακούν στην Απαγορευτική αρχή του Πάουλι, που αναφέρει ότι δύο φερμιόνια δεν είναι δυνατόν να βρίσκονται στην ίδια κβαντική κατάσταση. Εξαιτίας αυτής της αρχής, τα στοιχειώδη σωματίδια που αποτελούν την ύλη δεν καταλήγουν όλα στην κατάσταση με τη χαμηλότερη ενέργεια και επομένως είναι δυνατόν να υπάρξουν σταθερές δομές από φερμιόνια, δηλαδή με λίγα λόγια τα άτομα και κατά συνέπεια όλα τα μακροσκοπικά αντικείμενα. Η ύλη απαρτίζεται από δύο κατηγορίες σωματιδίων, τα αδρόνια (hardrons) και τα λεπτόνια (leptons). Τα αδρόνια επιπλέον χωρίζονται σε βαρυόνια (baryons) και μεσόνια (mesons). Αντίθετα, η ακτινοβολία απαρτίζεται από τα φωτόνια (καθώς επίσης τα γλοιόνια (gluons) και τα ασθενόνια (weak bosons). Η ύλη γίνεται αντιληπτή, όταν αλληλεπιδρά μέσω παρατηρήσιμων φαινομένων, γιατί αν υπάρχει ύλη που δεν αλληλεπιδρά δε μπορούμε να γνωρίζουμε αν η ύλη αυτή υπάρχει ή όχι. Παράδειγμα, αυτής της ύλης είναι η σκοτεινή ύλη. Η βαρύτητα είναι ένας θεμελιώδης τρόπος αλληλεπίδρασης της ύλης με τον εαυτό της· στην αστρονομία έχουν ανακαλυφθεί βαρυτικές αλληλεπιδράσεις στην ορατή ύλη που φαίνεται να προκαλούνται από μη ορατή ύλη, τη σκοτεινή ύλη. Σύμφωνα με τις εκτιμήσεις 90% της βαρυτικής αλληλεπίδρασης οφείλεται σε σκοτεινή ύλη. Κατάσταση της ύλης Ιδιότητες της ύλης Στοιχειώδη σωματίδια