Os 19 níveis de organização da matéria - Médico - 2023

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Tudo o que tem massa e volume e, portanto, ocupa um espaço, é chamado de matéria. Mas, além disso, os níveis de organização que você pode apresentar são incrivelmente variados.

Desde a menor partícula de matéria conhecida, que é chamada de partícula de Planck, com tamanho de 1,5 x 10 ^ -34 metros, até a observação do Universo como um “todo”, com diâmetro de 93.000 milhões de anos-luz. Isso significa que, se pudéssemos viajar à velocidade da luz (300.000 quilômetros por segundo), levaríamos todos esses bilhões de anos para percorrê-la.

Sem dúvida, são figuras que escapam à nossa razão. Por essa razão, e como uma tentativa de encontrar ordem nesse caos inevitável, os físicos propuseram uma classificação da matéria em diferentes níveis de organização.

No artigo de hoje Vamos embarcar em uma viagem pelo Universo, do menor ao mais gigantesco. Começando no nível subatômico, onde as leis da física parecem não se cumprir até atingirmos os limites do Universo observável, aprenderemos como a matéria está estruturada.

Como a matéria está organizada no Universo?

Tudo que vemos (e mesmo o que não percebemos como sendo muito pequeno ou muito grande) é feito de matéria, que é organizado da seguinte maneira. Portanto, comecemos nossa jornada pelos diferentes níveis de organização da matéria do Cosmos.

1. Nível subatômico

O nível subatômico é, por enquanto, o nível mais baixo de organização da matéria. Mas como você sabe disso? Porque, no momento, não há evidências de que as partículas que compõem esse nível sejam formadas pela união de outras partículas menores. Esse "mundo" continua sendo um enigma para os físicos, uma vez que as leis da física parecem não ser cumpridas.

O nível subatômico é dividido em férmions e bósons. Absolutamente tudo no Universo é feito dessas partículas subatômicas. Os férmions (que incluem os elétrons) são o que dá massa aos corpos, enquanto os bósons, apesar de não darem massa, são as partículas que medeiam as forças naturais (gravidade, eletromagnetismo e força nuclear) que afetam a matéria.

Estamos falando de tamanhos abaixo de 10 ^ -17 metros, algo que nosso cérebro nem é capaz de imaginar. Sem falar que a singularidade de um buraco negro, ou seja, o ponto de gravidade infinita é uma partícula (a menor que se conhece) com tamanho de 10 ^ -34 metros ou que além da matéria, existe a antimatéria, que se forma por antipartículas. Sem dúvida, um mundo incrível, mas incrivelmente complexo.

2. Nível atômico

Essas partículas subatômicas se organizam entre si para dar origem ao próximo nível da matéria: o atômico. Nele, embora as coisas permaneçam misteriosas, elas acontecem de maneira mais semelhante ao que ditam as leis da física. Um átomo consiste em um núcleo formado por nêutrons (sem carga elétrica) e prótons (com carga positiva) em torno dos quais os elétrons (com carga negativa) orbitam.

Dependendo do número de prótons no núcleo (o número de elétrons pode variar), estaremos diante de um ou outro elemento. Quer dizer, é o número de prótons no átomo que determina o elemento. Oxigênio, carbono, ferro, ouro ... Cada um tem um número "intocável" de prótons.

Cada átomo, então, tem propriedades químicas específicas. Ou seja, cada um interage com os outros átomos de uma maneira particular, o que determina a organização do próximo nível. Seja como for, no nível atômico estamos falando de tamanhos que variam de 62 picômetros (um picômetro tem 10-12 metros) no átomo de hélio a 596 picômetros no átomo de césio.

3. Nível molecular

As interações entre os átomos levam ao próximo nível de organização da matéria: o molecular. As moléculas são, portanto, organizações de átomos. Cada molécula possui propriedades únicas que surgem das características dos diferentes átomos que a formam e das ligações que eles estabelecem para se juntar. O exemplo mais claro é a molécula de água, que surge da união, por meio de uma ligação covalente (a mais forte quimicamente), de dois átomos de hidrogênio e um de oxigênio.

Quando essas moléculas são compostas de átomos de pelo menos dois elementos diferentes, falamos de um composto químico. O que mais, se um desses elementos for carbono, é uma molécula orgânica. Se tiver algo diferente de carbono, é uma molécula inorgânica.

4. Nível macromolecular

Estamos nos aproximando da vida como a conhecemos. E é que em certas ocasiões, as moléculas orgânicas podem interagir umas com as outras formando polímeros, ou seja, moléculas maiores. Essas macromoléculas são a base da vida, pois sua maior complexidade estrutural leva a uma maior complexidade funcional, podendo desenvolver funções biológicas. Nesse sentido, moléculas orgânicas simples podem se organizar entre si para dar origem às quatro macromoléculas que representam o pilar da vida: ácidos nucléicos (DNA), proteínas, carboidratos e lipídios.

Com essas macromoléculas, os seres vivos têm o que precisam para existir. E é que essas macromoléculas, quando trabalham juntas, permitem a entrada no próximo nível de organização e, em última instância, a formação da vida.

5. Nível da célula

Finalmente ganhamos vida após esta viagem. Não esqueçamos que cada nível de organização deriva do anterior, portanto, é importante ter em mente que todas as nossas células vêm do primeiro nível que vimos: o subatômico. Seja como for, o nível celular nasce da interação entre macromoléculas, moléculas orgânicas e moléculas inorgânicas. A célula é a menor entidade da matéria que atende as características de "estar viva". Em organismos unicelulares (como bactérias), a organização termina aqui, mas para organismos multicelulares (como humanos) ela continua.

6. Nível do tecido

As células se organizam entre si para dar origem ao próximo nível de matéria: tecido. Os tecidos dos seres vivos nascem de união de células semelhantes em morfologia e fisiologia, ou seja, especializado no desempenho de uma função específica. Temos, por exemplo, o tecido muscular, que surge da organização das células musculares.

7. Nível orgânico

Os tecidos, por sua vez, se organizam entre si para dar origem aos órgãos, que são estruturas do corpo especializadas no desenvolvimento de uma função muito específica. Nesse sentido, o tecido muscular que mencionamos anteriormente se une a outros para dar origem, por exemplo, ao coração. Da mesma forma, o cérebro, os olhos, o estômago, os intestinos, a pele, os pulmões ... São todos órgãos que surgem da organização entre os tecidos.

8. Nível sistêmico

Os órgãos do corpo, por sua vez, se organizam para formar sistemas orgânicos. Nesse sentido, o coração se organiza com os vasos sanguíneos para formar o sistema cardiovascular. Da mesma forma, temos os sistemas nervoso, respiratório, locomotor ... Uma vez que o organismo tenha seus sistemas em boas condições, ele pode desempenhar adequadamente suas funções biológicas.

9. Nível Organísmico

O nível organísmico é o último nível de organização dos seres vivos e nasce da união de todos os sistemas orgânicos. Cada um de nós, como indivíduos, compõe este nível de organização, que, lembre-se, vem da soma dos oito níveis anteriores. No caso dos organismos unicelulares, os níveis organísmico e celular são os mesmos.

Y dependendo de como o indivíduo está neste nível, ele pertencerá a uma espécie específica, seja animal, vegetal, bacteriana ou fúngica. O importante é que, apesar de já termos um indivíduo em si, os níveis de organização da matéria não terminam. Na verdade, estamos longe do fim de nossa jornada.

10. Nível populacional

Este nível de estruturação da matéria nasce da união de indivíduos da mesma espécie. Nesse sentido, todos os seres humanos, em bloco, constituem esse nível populacional da matéria. E é o mesmo com todas as outras espécies.

11. Nível comunitário

Mas, como é óbvio, espécies diferentes habitam o mesmo ambiente. Portanto, o próximo nível de organização da matéria é aquele que surge da interação entre espécies diferentes que compartilham o mesmo ecossistema. O nível de comunidade é formado por nós e todas as espécies animais, vegetais, bacterianas e fúngicas que compartilham um espaço conosco.

12. Nível do ecossistema

Mas certamente, ao longo deste artigo, você se perguntou: "E o que acontece com toda essa matéria que não são seres vivos"? Aqui chegamos. Rios, montanhas, pedras, gases na atmosfera ... Toda aquela matéria inorgânica (que vem, novamente, do nível molecular) com a qual interagimos em nosso ecossistema deve ser levada em consideração. Portanto, o próximo nível de organização da matéria é o ecossistema, que surge da união entre o nível da comunidade (o conjunto de espécies em um ambiente) e toda matéria inorgânica com a qual os seres vivos interagem.

13. Nível da biosfera

A última turnê do nosso mundo antes de enfrentar o infinito do Universo. O nível da biosfera é aquele que surge da união entre todos os ecossistemas da Terra, com cada uma de suas espécies e todos os ambientes inorgânicos que a constituem. E isso pode ser extrapolado para qualquer outro planeta do Cosmos, tenham ou não vida em sua superfície.

14. Nível astronômico

Como já dissemos, deixamos a Terra. E assim chegamos ao próximo nível de organização da matéria: o dos corpos astronômicos. Este nível inclui todos os objetos com massa encontrados no espaço, mas considerando-os como corpos individuais. Planetas, satélites, estrelas, buracos negros, poeira cósmica, cometas, asteróides ... São todos corpos astronômicos, embora, como veremos, possam continuar a se organizar.

15. Nível de sistemas estelares

Normalmente, cada um desses corpos astronômicos está relacionado a outros pela ação da gravidade. E quando isso acontece é porque, geralmente, existe uma estrela que exerce uma poderosa atração sobre os objetos que estão dentro de seu "anel" de gravidade. Neste sentido, o sistema solar seria um exemplo claro deste nível de organização da matéria, onde incluímos no mesmo “pacote” o Sol, os 8 planetas que orbitam à sua volta e os seus respectivos satélites, bem como outros objectos aprisionados pela gravidade da nossa estrela.

Nosso sistema solar tem 12 bilhões de quilômetros de extensão, o que significa que leva quase meio dia para um raio de luz passar.

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16. Nível de aglomerado de estrelas

Em qualquer caso, nosso Sol é uma das bilhões de estrelas presentes em nossa galáxia. E se formos para um nível muito mais alto, podemos ver como as estrelas estão "organizadas" entre si, embora o que realmente aconteça é que pela ação de sua gravidade conjunta, elas permanecem relativamente unidas (embora nossa estrela mais próxima está a quatro anos-luz de distância) formando o que é conhecido como aglomerados de estrelas. Essas regiões presentes nas galáxias são formadas por aglomerados de até vários milhões de estrelas. Portanto, neste nível, estamos falando sobre distâncias de milhares de anos-luz.

17. Nível Galáctico

Esses aglomerados de estrelas, por sua vez, se organizam entre todos eles para formar uma galáxia. Este nível galáctico é um agrupamento de bilhões de estrelas que são mantidas juntas pela ação gravitacional de um imenso buraco negro presente no centro da galáxia em questão. No nosso caso, fazemos parte do Via Láctea, uma galáxia com tamanho de 52.800 anos-luz. E embora seja incrível, não chega nem perto do maior do Universo. Sem ir mais longe, nossa galáxia vizinha (Andrômeda) é duas vezes maior.

18. Nível de aglomerado galáctico

Continuamos a subir de nível. E é que nossa galáxia é simplesmente uma dos bilhões do Universo. E assim como aconteceu com as estrelas dentro de cada uma das galáxias, essas próprias galáxias, por ação da gravidade, formam aglomerados. Esses aglomerados galácticos são agrupamentos de dezenas a milhares de galáxias relativamente próximas pela atração entre elas.

Nossa galáxia está dentro do chamado Grupo Local, um aglomerado galáctico com uma extensão de 5.000.000 anos-luz e formado por cerca de 40 galáxias mantidas juntas pela gravidade, embora as distâncias que os separam sejam incrivelmente grandes. Enfim, tal é o atrativo que se estima que nossa galáxia e Andrômeda vão acabar colidindo e se fundindo em uma galáxia maior. Embora estejamos tão distantes (e isso é o mais próximo e estamos nos aproximando de 300 quilômetros por segundo) que isso não acontecerá por mais 5 bilhões de anos.

19. O Universo

Terminamos nossa viagem aqui. Não há nada maior. A matéria não pode ser organizada (até que seja descoberto que o multiverso realmente existe, isto é, que nosso Universo é um entre muitos ou infinitos outros Cosmos) em qualquer nível superior. Toda a matéria está dentro dos limites do Universo observável, que nasce da união de todos os aglomerados galácticos.

Recomendamos que você leia: "Os 15 planetas mais estranhos do Universo"

O Universo tem um diâmetro de 93.000.000.000 anos-luz. E considerando que um ano-luz tem aproximadamente 10.000.000.000.000 de quilômetros, é impossível visualizar o quão incrivelmente imenso ele é.