Какой на самом деле самый тяжелый химический элемент во Вселенной: все не так просто

Фізичні характеристики хімічних елементів мають важливе значення. Адже вони формують кожну взаємодію у Всесвіті, вони показують, як були створені ці елементи та визначають те, як їх можна використати. Відповісти на питання про те, який хімічний елемент є найважчим у Всесвіті, здається нескладно, але існує багато нюансів, пише IFLScience.

У Фокус. Технології з'явився свій Telegram-канал. Підписуйтесь, щоб не пропускати найсвіжіші та найзахопливіші новини зі світу науки!

Маса та вага

Для початку важливо розуміти, що маса та вага не є однаковими поняттями. Маса – це постійна характеристика будь-якої речовини чи об'єкта, тоді як вага залежить від того, яку гравітацію має місце, де знаходиться та чи інша речовина чи об'єкт. Тобто, наприклад, вага людини буде різною на Землі та Марсі, а маса одна й та сама. Тому для визначення найважчого хімічного елемента краще використовувати саме масу.

Найважчий хімічний елемент у Всесвіті

Можна вважати, що найважчим відомим хімічним елементом є уран. Але, якщо точніше, то ізотоп урану під назвою уран-238. Це найпоширеніший і найстабільніший ізотоп, який можна виявити у природі. Атомна маса цього ізотопу вказана в його назві та становить 238 і показує суму протонів і нейтронів в ядрі його атомів. В ядрі атома урану-238 є 92 протони та 146 нейтронів.

Елементи, що мають більшу кількість протонів, були виявлені внаслідок лабораторних експериментів. Наприклад, плутоній був створений у лабораторії і має в ядрі атома 94 протони і його одержують із ізотопу урану-238. Але виявилося, що плутоній також можна виявити в природі, зокрема його знайшли в метеоритному пилу, що осів на морському дні. Тому ізотоп плутонію під назвою плутоній-244 є найважчим із відомих нам природних хімічних елементів.

Але вчені змогли створити в лабораторії ще важчі хімічні елементи. Найважчим із усіх елементів, які були створені у лабораторії, вважається оганесон. Ядро його атома має 118 протонів та 176 нейтронів і так його атомна маса становить 294. Вперше цей елемент створили ще в 2002 році.

Можна створити ще важчі хімічні елементи

Можливо, вчені зможуть створити ще більше штучних хімічних елементів, які будуть ще важчими, але головне, щоб вони залишалися стабільними. Наприклад, вчені вважають, що найбільш стабільними елементами є ті, які мають у своєму ядрі 2, 8, 20, 28, 50, 82 та 126 протонів та/або нейтронів. Але поки що таку стабільність було підтверджено саме для кількості нейтронів. Але зараз передбачається, що найважчим хімічним елементом може стати гіпотетичний унбігексій. Він повинен мати в ядрі атома 126 протонів та набагато більше нейтронів. Тепер залишилося його не просто створити, а й щоб він був стабільним для того, щоб можна було виміряти його фізичні характеристики.

Кілограм свинцю важчий за кілограм пір'я чи ні?

Але є ще одна важлива фізична величина — щільність. Вона показує, скільки маси речовини займає певний обсяг. Тобто скільки кілограмів або грамів чогось вміщується, наприклад, кубічний сантиметр або кубічний метр об'єму. Наприклад, через те, що свинець більш щільний, то кілограм свинцю буде важчим, ніж, наприклад, кілограм пір'я, хоча вони мають однакову масу.

Щільність не залежить від атомної маси, тому, якщо у вас є куб урану та куб іншого хімічного елемента, то уран не буде найщільнішим, тому що він найважчий, тобто у нього найбільша маса. Найщільнішим відомим елементом є осмій, а на другому місці розташувався елемент іридій. Обидва ці хімічні елементи майже вдвічі щільніші за свинець.

Причина того, що ці елементи мають високу щільність, полягає у тому, що вони мають велику атомну масу, але невеликий розмір атома. Це відбувається через те, що у цих атомах дуже компактно розміщені електрони. Тому в тому ж об'ємі можна запакувати більше атомів осмію, ніж будь-якого іншого відомого хімічного елемента. До речі, осмій майже в 23 рази щільніший, ніж рідка вода.

Раніше Фокус писав про те, що в тілі людини виділяють майже 80 різних органів, які виконують різні функції в організмі. Вчені розповіли, який із цих органів є найважчим. До речі, мозок знаходиться лише на третьому місці.

Щодо загадок Всесвіту, то автори нового дослідження вважають, що розгадали суть чорних дірок. Можливо, ці об'єкти є зовсім не те, що нам здається, як уже писав Фокус.