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物質は、ポルタポッティから超新星まで、既知の宇宙で見えるすべてを構成しています。 そして、物質は決して創造されたり破壊されたりしないので、それは私たちの世界を循環します。 何百万年も前に恐竜の中にあった原子、そしてその数十億年前の星の中にあった原子は、今日あなたの中にあるかもしれません。
物質は質量を持ち、空間を占めるものです。 それには、分子、原子、基本粒子、およびこれらの粒子が構成する任意の物質が含まれます。 物質は物理的および化学的変化によって形を変えることができますが、これらの変化のいずれかを通して物質は保存されます。 変更の前後に同じ量の物質が存在し、作成または破棄されることはありません。 この概念は質量保存の法則と呼ばれています。
物理的な変化では、物質の物理的性質は変化する可能性がありますが、その化学的構成は変化しません。 例えば、水は2つの水素原子と1つの酸素原子で構成されています。 水は、固体、液体、気体の3つの状態で自然に存在する地球上で唯一知られている物質です。 これらの状態の間で変化するためには、水は物理的な変化を受けなければならない。 水が凍結すると、それは硬くて密度が低くなりますが、それはまだ化学的に同じです。 変化の前後に同じ数の水分子が存在し、水の化学的性質は一定のままです。
しかし、水を形成するためには、水素と酸素原子は化学変化を受けなければならない。 化学変化が起こるためには、原子は結合を破壊しなければならず、および/または結合を形成しなければならない。 原子結合の加算または減算は、関与する物質の化学的性質を変化させる。 水素と酸素の両方が二原子であり、それらは結合した対（それぞれH2とO2）として自然に存在する。 適切な条件で、そして十分なエネルギーで、これらの二原子結合は壊れ、原子はH2O（水）を形成するために結合するでしょう。 化学者は、この化学反応を次のように書きます。
2H2+O2→2h2O
この式は、水素の二つの分子と酸素の一つの分子が水の二つの分子を形成す 式の両側に同じ数の水素原子と酸素原子があることに注意してください。 化学変化では、物理的変化と同じように、物質は保存されています。 この場合の違いは、変化の前後の物質が異なる物理的および化学的特性を有することである。 水素と酸素は標準的な温度と圧力の気体であり、水は無色無臭の液体です。
生態系には一度に起こっている多くの化学的および物理的変化があり、物質は例外なく一人ひとりに保存されています。 峡谷を流れる流れを考えてみましょう—どのように多くの化学的および物理的な変化は、任意の時点で起こっていますか？
まず、水を考えてみましょう。 多くの峡谷の流れのために、水はより高い標高から来て、雪として由来します。 もちろん、それは水が始まった場所ではありません—地球が最初に水を持っていたので、それは世界中で循環されています。 しかし、キャニオンストリームの文脈では、それは雪のように山の中で始まりました。 雪は、ストリームに参加するために物理的な変化—融解—を受けなければならない。 液体の水が峡谷を流れると、それは水蒸気に（別の物理的変化）蒸発する可能性があります。 水は、私たちの世界をどのように物質が循環するかの非常に明確な例を与え、頻繁に形を変えますが、決して消えません。
次に、川の中や川沿いに生息する植物や藻類について考えてみましょう。 光合成と呼ばれるプロセスでは、これらの生物は太陽からの光エネルギーを糖に貯蔵された化学エネルギーに変換します。 しかし、光エネルギーは、それらの糖を構成する原子を生成しません—それは質量の保存の法則を破るでしょう—それは単に化学変化が起こるためのエネル 原子は空気中の二酸化炭素と土壌中の水から来ています。 光エネルギーは、光合成の化学式に示すように、これらの結合を破壊し、糖と酸素を生成するために改革することができます：
6CO2+6H2O+光→C6H12O6（糖）+6O2
この式は、六つの二酸化炭素分子が六つの水分子と結合して一つの糖分子と酸素の六つの分子を形成することを示しています。 方程式の両側にあるすべての炭素、水素、酸素原子を合計すると、合計は等しくなります。
川の中やその周辺の動物がこれらの植物を食べると、彼らの体は蓄積された化学エネルギーを使って細胞に電力を供給し、動き回ります。 彼らは自分の体を成長させ、修復するために食べ物の栄養素を使います—新しい細胞のための原子はどこかから来なければなりません。 動物の体に入る食べ物は、その体を離れるか、その一部になっていなければなりません。
物質は岩石循環の物理的および化学的変化の間にも保存されています。 ストリームが峡谷に深く刻まれるように、峡谷の床の岩は消えません。 彼らはストリームによって侵食され、堆積物と呼ばれる小さなビットでオフに運ばれています。 これらの堆積物は、時間をかけて層に構築し、ストリームの終わりに湖や池の底に定着することができます。 それぞれの追加の層の重さは、その下の層を圧縮し、最終的には新しい堆積岩が形成されるように多くの圧力を加える。 これは岩の物理的な変化ですが、適切な条件では、岩も化学的に変化する可能性があります。 いずれの場合も、岩の中の物質は保存されています。
要点は次のとおりである:多くの異なった形態の宇宙を通って物質の周期。 物理的または化学的変化では、物質は現れたり消えたりしません。 星の中に作られた原子（非常に、非常に長い時間前）は、地球上のすべての生きているものと生きていないものを構成しています。 あなたの原子があなたを作るためにどこまで、どのような形で旅したのかを知ることは不可能です。 そして、彼らが次にどこに終わるのかを知ることは不可能です。
これは物質の全体的な話ではありませんが、それは目に見える物質の話です。 科学者たちは、宇宙の質量の約25％がダークマターで構成されていることを学びました—見ることはできませんが、その重力効果によって検出することがで 暗黒物質の正確な性質はまだ決定されていません。 宇宙のもう一つの70パーセントは、重力に反して作用するダークエネルギーと呼ばれるさらに神秘的な成分です。 だから、”正常な”物質は、せいぜい、宇宙の五パーセントを占めています。