La materia y la energía del Universo
La materia es cualquier tipo de entidad física que es parte del universo observable, tiene energía y es capaz de interaccionar con los aparatos de medida, es decir, es medible. Así, todas las formas de materia tienen asociadas una cierta energía pero sólo algunas formas de materia tienen masa.
La materia común: La materia común tan solo representa el 5% de la energía del Universo, y está compuesta de partículas subatómicas. Se divide en:
Materia másica: Tiene masa y energía. Se divide en moléculas y átomos, y estos a su vez en neutrones, protones y electrones. Estos están compuestos de los constituyentes más pequeños de la materia, como quarks y leptones.
Materia no másica: No tiene masa, pero sí energía. Una gran parte de la energía del universo corresponde a formas de materia formada por partículas o campos que no presentan masa, como la luz y la radiación electromagnética, las dos formada por fotones sin masa. Otro tipo de partículas de las que no sabemos con seguridad si es másica son los neutrinos.
La antimateria: La antimateria es la contraparte de la materia. Según la teoría de la simetría universal, cada elemento del universo tiene su contraparte. La antimateria está compuesta de antipartículas, opuestas a las que constituyen la materia normal. La antimateria se crea en los lugares del universo en los que se producen colisiones a alta velocidad.
En las colisiones de materia y antimateria se libera gran cantidad de energía, puesto que toda su masa se transforma en energía. Esta energía es muchísimo mayor que la resultante de reacciones químicas como la combustión o que la de la fisión nuclear.
Los componentes de la materia y de la antimateria
Los quarks y los leptones son los constituyentes fundamentales de la materia común.
Quarks: Los quarks son las únicas partículas fundamentales que interactúan con las cuatro fuerzas fundamentales. Existen seis tipos: up, down, charm, strange, top, y bottom, que se combinan para formar partículas como protones y neutrones. También existen los antiquarks, sus antipartículas. En la naturaleza no se encuentran quarks aislados, siempre se encuentran en grupos de dos, tres y puede que cinco.
Leptones: Los leptones son partículas que no interactúan con la fuerza fuerte. Existen seis leptones y sus correspondientes antipartículas: el electrón, el muón, el tau (el múon y la partícula tau son similares al electrón pero poseen masa) y tres neutrinos. Los neutrinos son unas partículas de masa muy pequeña o nula, que están en continuo movimiento y atraviesan sin problemas la otra materia.
La materia oscura y la antimateria
Juntas, constituyen el 95% de la energía del Universo, pero no sabemos mucho de ellas.
La materia oscura: Supone el 25% de la energía del Universo. Es un tipo hipotético de materia que no emite radiación, y por tanto no puede ser detectada por métodos tradicionales, pero se conoce gracias a que su masa produce efectos gravitacionales en el movimiento de los astros.
La energía oscura: Supone el 70% de la energía del Universo . Es un tipo hipotético de materia, o un campo que produce presión negativa, lo que permite al Universo seguir expandiéndose con aceleración positiva.