Cosa si intende per materia? Ai giorni nostri è ormai diffusa e quasi scontata la struttura della materia, composta da atomi uniti tra loro. Grazie ai mezzi scientifici a nostra disposizione, ed agli esperimenti eseguiti in laboratorio negli ultimi secoli, si è capito di cosa siamo fatti noi e l'universo che ci circonda. Ma quando nasce il concetto di materia? Com'era intesa nei tempi antichi? La concezione più antica di materia, raggruppava l'insieme delle sostanze naturali ed artificiali. Col materialismo atomistico di Democrito si fanno passi da gigante (seppur solo in campo teorico, senza riscontri empirici): egli sosteneva intuitivamente che la materia è composta da particelle omogenee ed indivisibili che differiscono tra loro per l'aspetto e la posizione reciproca. Queste sono le basi della moderna teoria atomica, la quale descrive le proprietà fisiche degli atomi.

Più tardi, secondo Platone, la materia non viene creata, ma è plasmata dal Demiurgo, l’ ”artigiano” del cosmo. Questa concezione della materia è la prima che si accosta alla legge della conservazione della massa di Lavoisier, formulata alla fine del diciottesimo secolo, il quale sostiene che la massa non si crea né si distrugge, ma si conserva.

Per Aristotele la materia è la possibilità di ricevere la forma, e distingue un individuo dagli altri del medesimo genere.

Epicuro , in età alessandrina, spiegò l’universo mediante tre componenti: la materia, il vuoto ed il movimento. Questi tre concetti sono i pilastri della moderna fisica newtoniana.

La potente ragione umana quindi, riuscì ad avvicinarsi intuitivamente a quelle che oggi sono certezze. Il ragionamento filosofico è stato alla base di quello scientifico.

Ma da dove arriva tutta questa materia? L’universo esiste da sempre o possiamo individuare un punto di inizio? Ci sarà un istante in cui l’universo finirà?

La teoria più diffusa e più nota riguardo le origini della materia è quella del Big bang. Essa presuppone che originariamente l’universo aveva una temperatura ed una densità pressocchè infinite (si stima che tale temperatura, misurata in gradi Kelvin, si aggirasse intorno ad un numero con trenta zeri). La forza gravitazionale, era cosi intensa, che dalle onde del campo gravitazionale, si materializzarono le prime particelle. Le forza fondamentali erano ancora unite tra loro. Ad un certo istante, chiamato singolarità, l’universo cominciò ad espandersi in poche frazioni di secondo, e tutt’ora è in corso tale processo (che dura da circa 15-20 miliardi di anni). Si prevede quindi che col passare del tempo, l’universo si raffredderà sempre più, mentre aumenteranno le sue dimensioni. Secondo Hubble, L’espansione dell’universo è rallentata dalla forza gravitazionale presente nell’universo, e favorita dalla cosiddetta energia oscura, dotata di una pressione negativa, ma non visibile né riscontrabile. Ci sarà un istante in cui questo processo di espansione si invertirà? E se dopo questa inversione, si tornasse al punto di partenza, poi ci sarebbe un nuovo inizio? Ed ancora, il nostro universo è l’unico esistente?

In molti si chiedono cosa sia l’antimateria. Il concetto di antimateria è molto semplice: come la materia è composta da protoni, neutroni ed elettroni (che a loro volta sono composti da 6 diversi tipi o “sapori di quark) l’antimateria è costituita da antielettroni, antineutroni ed antiprotoni (anch’essi costituiti da 6 diversi tipi di antiquark). Materia ed antimateria sono identiche, ma differiscono tra loro per carica. Quindi se un elettrone ha carica negativa, un antielettrone avrà carica positiva, e cosi via per tutte le altre particelle.

Si pensa che nei primissimi istanti del Big bang, materia ed antimateria dovessero essere in equilibrio perfetto, ovvero in quantità esattamente uguali. Questo equilibrio iniziale, si sarebbe rotto durante i primi processi di decadimento (ovvero quei processi tramite i quali i nuclei degli atomi instabili emettono particelle subatomiche per raggiungere la stabilità), durante i quali la materia prevalse sull’antimateria, formando l’universo da noi conosciuto attualmente.

Il problema legato all’antimateria è che non c’è traccia di essa. Per pochi secondi l’antimateria può essere sintetizzata in laboratorio. E’ possibile che nell’universo esistano ammassi di antimateria? Potrebbe esistere un “mondo alla rovescia” costituito da antimateria? Quello che è certo è che se una particella di materia ed una di antimateria si scontrano tra loro, annichiliscono e liberano una grande quantità di energia. Ciò potrebbe essere utile all’uomo per produrre energia? O tale scontro potrebbe portare alla fine dell’universo? Quesiti che scopriremo solo avendo fiducia nel progresso scientifico, ma che potrebbero segnare una svolta per la nostra razza. Ad esempio potremmo esplorare l’universo o scoprire nuovi mondi. Piccola curiosità: attualmente abbiamo individuato solamente il 10% della materia che deve esistere nell’universo. Il restante 90% viene chiamato massa mancante o materia oscura. In determinati punti dell’universo, sappiamo che c’è massa perché riusciamo a vedere i suoi effetti gravitazionali, ma tale massa non emette alcuna radiazione elettromagnetica, con conseguente mancanza di luce. Per spiegare tali fenomeni, si sono formulate le ipotesi dei buchi neri, delle nane bianche e delle nane brune.

Avete le idee un po’ più chiare adesso?