Ha anyagból lehet gáz, akkor gázból is lehet szilárd anyag?

"feltételezhető, hogy valaha minden gázból vagy szilárd anyagból állt?"

Ez több, mint feltételezés.

Az ősrobbanás után először a szubatomi részecskék jöttek létre, majd plazmaállapotban volt minden, a fokozatos lehűlés hozta létre az első atomokat, főként csak a legegyszerűbbet, a hidrogént, valószínűleg még némi héliumot és lítiumot.

Az összes többi elem már az első generációs csillagokban jött létre, részben működésük közben, részben szupernóva-robbanásukkor.

Eddig elég biztos, hogy csak a plazma és a gáz, esetlegesen a folyékony halmazállapot létezett.

Utána már a nehezebb elemek és azok gravitációs összetömörülése, majd lehűlése elhozta a szilárd állapotok idejét.

"Mert ha felrobbantunk valamit, akkor a darabjai már nem találkoznak egymással, szétszóródnak."

Akkor igen. Viszont az ősrobbanás kifejezés nem valódi robbanást takar, csupán a téridő nagyon gyors tágulását.

A téridőhöz képest itt nem repült szét semmi, csupán a "zsúfoltság" csökkent, hígult rendkívül gyorsan. Nem volt a szétrepülő "anyagnak" szanaszerte mutató nagy sebessége, amit a tehetetlenség miatt tartana és repülne örökké.

A néhol magasabb sűrűség elég volt ahhoz, hogy néhol a gravitáció véletlenszerű pontokban elkezdje egy helyre húzni az anyagokat, minél több gyűlt ott össze, annál jobban.

És a végeredmény sok-sok egyre nehezebb, sűrűbb és így egyre forróbb hidrogén-gázgolyó lett, a nyomással és hőmérséklettel beindítva a hidrogén-hélium fúziót és megteremtve az első csillagokat.

Bár ez általános iskolai tananyag, de azért elevenítsük fel.

A fizikában általában anyag a protonokból, neutronokból, elektronokból áll (és még néhány egyéb részecskékből), úgy az anyag általában atomokból (atomok „halmazából”) áll, illetve atomokból felépülő molekulákból. Az, hogy ezek milyen struktúrát, rendszert alkotnak, az határozza meg a halmazállapotot (az atomok, illetve molekulák halmazának állapotát).

Szilárd halmazállapot esetén az atomok, molekulák egymáshoz viszonyított helyzete (viszonylag) állandó (nyilván fizikai behatásra azért alakítható a szerkezetük). Lásd: [link] (0:44)

Folyékony halmazállapot esetén az atomok, molekulák között vannak kötődések, de ezek folyamatosan változnak, az atomok és molekulák el tudnak mozdulni egymáshoz képest, vagy ha kissé pongyolán fogalmazva el tudnak gördülni egymáson. Lásd: [link] (0:10)

Gáz halmazállapot esetén az atomok, molekulák szabadon mozognak, ütköznek. Lásd: [link] (1:18)

(Kellően magas hőmérsékleten a molekulák atomokra bomlanak, és az atomok mozognak szabadon.)

Plazma halmazállapot esetén már maguk az atomok szerkezete sem marad stabil, az atomból leszakadó elektronok is szabadon mozognak.

(Aztán vannak még egyéb, ritka, egzotikus, hipotetikus halmazállapotok is, pl. folyadékkristályok, kvark-gluon plazma stb., de ebbe most ne menjünk bele. Illetve pl. a szilárd halmazállapotnak is vannak különböző fajtái, pl. egy kristályos szerkezetben az atomok szabályos rendben helyezkednek el, egy amorf halmazállapot esetén rendszertelenül.)

Hogy az anyag milyen halmazállapotot vesz fel, az a nyomástól és a hőmérséklettől függ. Hogy az atomok, molekulák mennyire képesek mozogni egymáshoz képest, azt a mozgási energiájuk dönti el.

> Ha anyagból lehet gáz

A gáz is anyag. De szilárd anyagból lehet folyékony, majd gáz. Ez az, mikor megolvasztod a jeget, aztán felforralod.

> gázból is lehet szilárd anyag

Ez az, amikor a gáz halmazállapotú vizet lepárlod, majd megfagyasztod.

1. Vegyünk egy nyilvánvaló dolgot, már általános iskolában tanítják. A jég anyag, szilárd, ha a hőmérséklet nulla fok alatt van. Ha viszont több, a jég mint anyag, vízzé válik. Ha viszont a hőmérséklet tartósan 100 Celsius fok felett van, akkor a víz elpárolog, se nem szilárd, se nem folyékony, hanem gáz (speciálisan ezt gőznek mondjuk). Ha a hőmérsékletet hűtjük, ugyanez visszafelé is lezajlik. Elég mindennapos jelenség.

2. A tágulással az a baj, hogy ezt mindenki úgy képzeli, mint egy lufi, mikor úgy félig ár felfújták. Kétségtelenül szemléletes. Azonban a tágulás a világegyetemben nem ilyen. Az anyagra az jellemző, hogy mozgásban van, amit erőtörvények szabályoznak. Hétköznapi értelemben erőnek képzeljük a gravitációt, meg mondjuk a szkanderezést. A világegyetemben azonban van még néhány, ilyen például a töltések közötti taszító/vonzó erő. Ilyen az atomok belsejében ébredő magerő. Összetett részecske, ahogy te mondod, azt jelenti, hogy azonos vagy különböző atomok "összeállnak", mint egy darab vas vagy a vasérc (előbbit csak vasatomok, utóbbit sok más anyaggal együtt a vasatomok alkotják), és mind szilárd. Erre az anyagra hat a tágulási erő. Nem történik semmi. Hat rá az ennél sokkal nagyobb gravitáció. Hatására a vas leesik a földre, de szét nem esik. Ez mind azért van, mert a magerő mindnél erősebb. Így volt ez kezdetben és azóta is. Mellesleg, gondolj a napra. Ott minden pillanatban hatalmas tömegű új anyag keletkezik, azaz "összetett részecske". Mert a nukleáris energia, ami a tágulási erőnél drasztikusanhatalmasabb, erre kényszeríti az elemi részecskéket. Ezt a folyamatot fúziónak hívják, és a nagy bumm után ez volt a jellemző azon a hőmérsékleten.