La materia, ¿No se crea ni se destruye?

Posiblemente, sea una de las citas más conocidas de la historia. Antoine Lavoisier propuso que «la materia no se crea ni se destruye, solo se transforma». La idea la recogió el Principio de conservación másica, y tras ello Einstein estableció una equivalencia masa-energía.

Nace la Ley de conservación de la materia. Se aplica en química, mecánica de fluidos o termodinámica; aunque con el avance y evolución de la ciencia se ha llegado a discutir la veracidad de un principio que ha superado los 200 años de historia. ¿La materia no puede crearse? ¿Dónde termina la energía que consumen los coches, si no se destruye?

En un principio, se le denominó la Ley de Lomonósov-Lavoisier y se estableció como una de las leyes fundamentales de las ciencias naturales. Ambos científicos llegaron a una conclusión idéntica por sus propios métodos, con cuatro décadas de diferencia. La expresión más sencilla es la tan conocida «la materia no se crea ni se destruye: solo se transforma».

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El Large Hadron Collider (LHC) es el acelerador de partículas más grande y poderoso del mundo (CERN)

Lavoisier llegó a ello experimentando con la combustión: observó que al calcinar un metal en un recipiente cerrado, dicho metal aumentaba su peso en relación a la pérdida de masa del aire. Pero parece ser que ambos científicos se referían solo a la materia másica, una ley que no se cumplía en reacciones nucleares. Einstein estableció, en su teoría de la relatividad, un equilibrio entre masa y energía que satisfacía el problema.

Materia es el componente principal de los cuerpos, susceptible de toda clase de formas y de sufrir cambios, que se caracteriza por un conjunto de propiedades físicas o químicas, perceptibles a través de los sentidos.

De esta forma, la física moderna incluye en el concepto “materia” cualquier entidad, campo o discontinuidad que se traduce en un fenómeno perceptible, y se puede asociar cierta energía. En base a esto, toda la materia tiene energía, pero no toda tiene masa.

¿Cómo se ven afectadas las reacciones químicas por esta ley? Por ejemplo, cuando se escribe una reacción química este principio nos obliga a ajustar las cantidades para cumplirla. Porque el número y tipo de átomos presentes en los reactivos debe ser idéntico al que forman los nuevos productos tras la reacción química. La estequiometría.

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Reacciones elementales de formación de CO y CO2 (imagen editada de SlideShare)

Actualmente existe un gran debate en torno a esta ley. Hay quieres afirman que está anticuada y no es aplicable a la ciencia moderna, mientras otros creen que el problema es la interpretación. Encontré un ejemplo basado en este principio, la termodinámica y la energía. El enlace lo dejamos adjunto aquí. La premisa son los motores de combustión, que transforman una sustancia química en energía.

Si la materia y energía son iguales al principio y al final de la reacción, pero en diferentes formas… ¿Es posible reaprovechar la energía para no repostar nunca, al no destruirse? Podría tener sentido, pero no ocurre así. Tras el proceso se obtiene una fuente de energía útil, que mueve el vehículo, y el resto se disipa en calor que asciende a la atmósfera. No se destruye, simplemente se pierde. Y este hecho es inquebrantable a causa del Segundo Principio de la Termodinámica.

¿Y en las reacciones nucleares? Por ejemplo: la colisión de dos núcleos, o un núcleo y una partícula subatómica. La transformación debe cambiar la naturaleza de algún nucleótido, es decir, formarse otro tipo de especie atómica. En estos procesos tienen lugar ligeras variaciones de masa, pero el formalismo de la Ley de de conservación se cumple: hay cambios de masa a energía, y viceversa. La energía de enlace tiene masa y debe liberarse, convirtiéndose en otro tipo de energía útil que escapa. O así lo justifican, claro.

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Reacción nuclear: fisión nuclear en cadena del átomo de Uranio-235 (KissPNG)

Sin embargo, voy a explicar a qué viene todo esto. Hace poco leí en un libro para alumnos de 3º de ESO que este principio está oficialmente desmentido, que es erróneo. Y es erróneo porque los aceleradores de partículas existen. Directo y contundente, el material escolar en algunos casos no deja espacio al debate y la interpretación. Eso me llamó la atención, porque di mis primeros pasos con esta ley.

Según reflejaba, la teoría atómica de Dalton fallaba en una de sus hipótesis por suponer este principio. Tal vez, si somos estrictos, Dalton hablaba únicamente de la masa de los átomos, sin considerar la energía. ¿Se equivocaba? Sí, hay casos donde la masa se ve afectada, mientras él afirmó que era inmutable. Pero negar la hipótesis tan a la ligera a jóvenes alumnos no parece adecuado.

Obviamente, solo basta entrar en Internet, para indagar sobre este tema. Hay desacuerdo, pueden leerse opiniones variadas. Es lógico que con el avance de la ciencia se descubran nuevas situaciones que contradicen leyes previamente establecidas. La ciencia es avance y debate. Y eso no debería negarse.


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Un comentario en “La materia, ¿No se crea ni se destruye?

  1. Singularidad.
    La ciencia afirma que todo lo que cae dentro de un agujero negro no puede salir de él.

    Las leyes fundamentales de la física establecen que en el fondo de un agujero negro hay un punto llamado singularidad, es decir, una región donde el espacio y el tiempo se deforman de manera infinita y dejan de existir. Una vez que la materia entra a la región de la singularidad, se destruye totalmente.
    Esta es una afirmacion de Albert Einstein.

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