Es pot considerar com a matèria tot allò que ocupa un lloc a l'espai. Des del punt de vista físic, es considera que tota la matèria esta constituïda per un o més tipus de partícules fonamentals, de mida petitíssima. La matèria que observem en el nostre entorn s'organitza en forma d'àtoms, molècules, etc. Depenent de la temperatura i la pressió, la matèria pot existir en estats diferents. Les més conegudes són la fase sòlida, la líquida i la gasosa, però n'hi ha d'altres: plasma, superfluid i condensat
Ingredients de l'univers: Un conjunt de materials didàctics, multimèdia i on line que versen sobre els continguts de matèria, força i energia de Ciències de la Naturalesa de primer cicle de l'ESO.
És difícilíssim fer-se càrrec de les verdaderes dimensions de l'Univers. Ni els més avesats astrònoms poden comprendre el que representen les xifres que fan servir quan parlen de mides, de distàncies, de temperatures...
Per explicar les proporcions del Sistema Solar, hi ha un mètode que, per la seva eficàcia didàctica, ha esdevingut un clàssic. El mètode consisteix a simular el Sol i els planetes utilitzant objectes ben quotidians.
El Sol té un diàmetre d'un milió 400 mil quilòmetres. Suposarem que el Sol és un globus inflat d'un metre de diàmetre, i imaginarem la resta del Sistema Solar en referència a aquest globus.
El primer planeta, Mercuri, mesura 3 mil·límetres i mig: al costat del globus solar és com una llentia. Per la seva banda, Venus és com un cigró de 9 mil·límetres, i la Terra un altre cigró d'uns 10 mil·límetres.
La Lluna és una altra llentia, similar a la de Mercuri. Mart és petit comparat amb la Terra: és com un pèsol. Júpiter fa més de 10 centímetres de diàmetre; per exemple: és com una taronja molt gran.
Saturn és un cas especial: és una taronja de mida normal, però al seu voltant porta un anell molt fi, molt més fi que un paper de fumar, d'uns 20 centímetres de diàmetre. Urà i Neptú són com dues prunes. I l'últim dels planetes, Plutó, no fa més d'un mil·límetre i mig: com un gra de caviar.
Aquest Sistema Solar simulat permet, també, il·lustrar les distàncies que hi ha entre els seus components.
La llentia del planeta Mercuri està separada uns 42 metres del globus solar. Per la seva banda, el cigró de Venus es troba a uns 78 metres.
El cigró de la nostra Terra està situat a més de 100 metres del globus central. La llentia de la Lluna està a una mica més d'un pam del cigró Terra. El pèsol de Mart està a 164 metres del Sol.
La gran taronja de Júpiter, a més de mig quilòmetre. Saturn, amb l'anell, a una mica més d'un quilòmetre. La pruna d'Urà a uns dos quilòmetres, i l'altra pruna de Neptú a més de tres quilòmetres. El minúscul Plutó, el gra de caviar, es troba a més de 4 quilòmetres del globus solar.
Tot això pel que fa als astres del Sistema Solar, als astres situats, diguem, 'aquí mateix'. Però pel que fa a les estrelles i a les galàxies, el símil aviat deixa de ser eficaç, aviat torna a trontollar la nostra capacitat de comprensió.
L'estrella més propera, la Pròxima del Centaure, està a uns 4 anys-llum de distància, això és, a 29 mil quilòmetres del nostre globus solar simulat. Dit d'una altra manera: si situem el globus solar a Barcelona, la Pròxima del Centaure és un globus similar situat al mig de la Xina.
Pel que fa a la galàxia d'Andròmeda, la més brillant del firmament, es trobaria a uns 15 mil milions de quilòmetres de Barcelona. És a dir: unes dues vegades i mitja la distància que hi ha, en la realitat, d'aquí a Plutó.
En fi, per més que les simulem, les dimensions de l'Univers sempre desbordaran la nostra imaginació.
Veiem aquest reportatge del programa "Nostra nau" sobre aquestes proporcions de l'Univers:
Al començament, no existia l'espai, ni el temps, ni el buit. Però, fa catorze mil milions d'anys, es va produir una singularitat.
La singularitat, de densitat infinita, va començar a expandir-se. L'esdeveniment es coneix com Big Bang, el gran esclat. Aleshores va començar l'existència de l'espai, el temps i el moviment.
Un instant després, la temperatura era de 100 quintilions de graus. Tot consistia en un plasma format per fotons, partícules i antipartícules que s'anihilaven entre si.
Dos segons després de l'esclat, la temperatura havia baixat a 10 mil milions de graus. Només hi havia radiació, hidrogen, neutrons i electrons.
Al cap d'un minut i mig, la temperatura era de mil milions de graus. Aleshores, es van formar els primers nuclis atòmics d'hidrogen pesant. Col·lisionant entre si o amb protons, es van crear els àtoms d'heli i, en menor proporció, els de beril·li, liti i bor. Fins aquí, els primers quinze minuts de l'Univers.
Durant els següents 300 mil anys, la temperatura va baixar fins a 4 mil graus, i l'expansió es va alentir. Els nuclis atòmics captaven electrons i formaven àtoms complets.
Dos milions d'anys després, fluctuacions en la densitat en la matèria van provocar la formació de condensacions. Grans masses d'hidrogen i d'heli van constituir-se en galàxies.
Altres condensacions de partícules, dins de les galàxies, van donar lloc al naixement d'estrelles. Les elevades temperatures internes causaven radiacions lluminoses. Aleshores, l'Univers es va fer visible.
Tot això va succeir en un temps relativament curt. Així va ser l'origen, però, quin és el destí de l'Univers?
Quan moren, les estrelles grans esclaten i escampen la matèria per l'espai, i l'enriqueixen; molts dels seus nuclis es converteixen en forats negres.
En canvi, les estrelles petites moren refredant-se. D'aquesta manera, les galàxies van omplint-se de matèria fosca: de forats negres, d'estrelles apagades i de planetes erms.
Per l'acció gravitatòria, les galàxies es van agrupant en cúmuls, i formen, a la llarga, una xarxa esponjosa de galàxies.
Els cúmuls es separen entre si, perquè l'espai continua expansionant-se.
Tota la matèria de l'Univers interacciona gravitatòriament. El ritme de l'expansió es va desaccelerant, però es creu que la gravetat de l'Univers no serà capaç d'aturar-la.
D'aquí a cent bilions d'anys, tots els cossos calents -les estrelles i els nuclis de galàxies- s'hauran apagat.
D'aquí a 10 trilions d'anys, l'evolució de les galàxies haurà cessat. Els seus nuclis seran grans forats negres. Aquests forats negres aniran absorbint la matèria restant, però, molt lentament, acabaran dissipant-se.
D'aquí a 10 mil sextilions d'anys, el procés arribarà al final. Serà, de nou, una època fosca.
Ningú no pot saber el que passarà després. Potser aparegui una altra singularitat que encengui un nou univers.
El Sol, l'astre rei, és font de vida i de totes les energies que fem servir. L'espai "Energi K" descobreix les utilitats energètiques que té.
Des de fa milions d'anys, el Sol emet llum i calor provinents de les reaccions nuclears que es produeixen en el seu interior. En aquestes reaccions, l'hidrogen es converteix en heli. El Sol té 110 vegades el diàmetre de la Terra i és el seu nucli el que produeix el 90 % de l'energia. A banda de ser font de vida, l'efecte del Sol sobre la Terra comporta una sèrie de fenòmens que originen, de manera directa o indirecta, totes les fonts d'energia.
El meteoròleg Eloi Cordomí explica que el Sol és la principal font d'energia que tenim al planeta Terra. El Sol, per exemple, escalfa l'aire i l'aigua dels oceans, i això fa que es formin els núvols de precipitació, que poden deixar pluges. Si aquestes pluges cauen sobre les muntanyes, seran aprofitades pels rius i després aniran als embassaments. Als embassaments s'hi pot obtenir energia hidroelèctrica, que es pot aprofitar a la llar en forma d'electricitat.
Tant el carbó com el petroli provenen de plantes que van existir fa milions d'anys i que van créixer gràcies al Sol. D'altra banda, l'energia directa que arriba del Sol es pot aprofitar a través de plaques fotovoltaiques o de plaques tèrmiques.
A banda de ser la font de totes les energies, el Sol també és la base dels processos biològics. Gràcies a la radiació ultraviolada del Sol, les plantes fan la fotosíntesi i el cos humà produeix vitamina D.
L'efecte hivernacle és un fenomen natural que permet retenir l'energia del Sol. El problema és que actualment s'emeten més gasos CO2 d'efecte hivernacle i això fa que es quedi més energia a la Terra de la que tocaria, i, per tant, que l'atmosfera tendeixi a anar-se escalfant.
