Por qué no nos hundimos en la tierra y no flotamos sin mas por el universo?

Voy a intentar explicaros esto (que es bastante complejo) desde un punto de vista lo mas sencillo posible.

Por qué no nos hundimos en la tierra, por qué los sólidos no se mezclan entre si, por qué si que nos hundimos en el agua, por que no atravesamos nuestros cuerpos unos a otros?

Pues bien, esto se debe gracias a un efecto de las partículas que componen nuestra materia, concretamente de los electrones, que descubrió un físico Austriaco, Wolfang Ernst Pauli.

Empezamos:

La materia como la conocemos comúnmente, está formada por átomos, los cuales se componen de protones, neutrones y electrones. (Quedémonos ahí, no entraremos ahora en explicar el resto de partículas que existen).

Para explicar esto, las partículas que nos interesan y las responsables de esto que intentamos explicar, son los ELECTRONES.

Nosotros nos imaginamos un electrón como una bolita pequeña que gira en órbitas en torno a un átomo, pero en realidad no es así. Es como una nube alrededor del átomo en la cual el electrón puede estar en cualquier punto.

Estas partículas sub atómicas tienen unas propiedades o características (magnitudes físicas) , llamados números cuánticos.

Pues bien, el principio de exclusión de Pauli dice que no puede haber dos partículas como los electrones (fermiones) en un mismo sistema cuántico, con los mismos números cuánticos (son 4).

Como explicamos esto? Imaginad un átomo y su nube alrededor del núcleo en la que se encuentra en cualquier lugar el electrón. Imaginad ahora otro átomo que se aproxima con su nube también en la que se encuentra el electrón alrededor del núcleo. Estos dos electrones se encuentran en el nivel de energía mas alejado del núcleo, son electrones con los mismos números cuánticos. Lo que pasará entonces es que debido al principio de exclusión de Pauli, esos dos electrones no podrán ocupar un mismo lugar e impedirán mutuamente que se acerquen o mezclen esos átomos.

Pues bien, esto pasa con la materia tal y como la conocemos. No podemos atravesar una pared ni nos hundimos en la tierra por este efecto. Realmente cuando nos acercamos a una pared o a otra persona, NO NOS TOCAMOS. A nivel sub atómico estos electrones de las capas mas externas de los átomos que componen nuestro cuerpo lo impiden. Se repelen para no dejar a otros electrones ocupar su espacio. Lo que notamos al tocar la pared o a otras personas son otro tipo de efectos producidos por la materia.

La materia sólida tiene un alto nivel de agregación. Sus átomos están muy fuertemente unidos y para atravesarlos (separarlos o desplazarlos) habría que ejerce mucha fuerza.

Es por eso por lo que no podemos flotar por el suelo o las paredes y por eso mismo podemos sentir el abrazo que nos damos unos a otros.

Pero…. y por qué si que nos hundimos en el agua o por qué podemos volar en avión si el agua y el aire también se componen de materia (átomos)?. Sencillo:

La materia sólida (pared, suelo, roca….) tiene un estado muy alto de agregación. Sus átomos están fuertemente unidos. Mientras que los átomos de la materia líquida o gaseosa (agua, aire…) tienen un estado menor de agregación. Los átomos no están tan fuertemente unidos.

Como ejemplo yo mismo tirándome a una piscina. Al entrar en contacto con el agua, lo que hacen mis átomos (con sus nubes de electrones) es ejercer una fuerza sobre los átomos de agua de manera que los desplazan y así penetro en ella. Me doy un chapuzón, a no se que me tire desde mucha altura y caiga ejerciendo mucha resistencia al agua (planchazo) en cuyo caso, esa fuerza que ejerzo se reparte por todo mi cuerpo y es menor en cada punto, NO basta entonces para desplazar los átomos de agua y el resultado es…desastroso.

Y en el caso la materia gaseosa (aire…), los aviones y cualquier aeronave o los pájaros, surcan ese aire debido a que el estado de agregación de la materia gaseosa es muuuucho menor y prácticamente no hay que ejercer fuerza para desplazar a los átomos de esa materia gaseosa.

Y por que si que puedo clavarme accidentalmente un cuchillo? Por que ese cuchillo si que ejerce una gran fuerza puntual en un sitio preciso, capaz de desplazar a los átomo que allí se encuentran y dar paso a los de cuchillo.

Todo esto es bastante complejo, pero quedaros con la idea de que todo esto de lo que hemos hablado tiene una explicación, y esta la encontramos en el mundo cuántico de las partículas, como todas las leyes físicas que rigen nuestro universo, y que intentaremos explicarlas de una forma sencilla.

Como he dicho, esta es una explicación muyyyyy sencilla y divulgativa, siguiendo con el propósito de este blog.