人类已经发现的元素有118个,从密度来看,金属元素密度最高 。常见的一些金属元素密度为(g/cm^3):铁7.87、铜8.96、银10.5、铅11.34、汞13.55、金18.88、钨19.3、铂21.45、铱22.42、锇22.48 。
目前,单质元素密度最高的是锇,元素符号为Os,其原子序数为76,相对原子质量为190.23,熔点为3045℃,沸点在5027℃以上 。这是一种灰蓝色金属,质地极硬但很脆,放在铁臼里就可捣碎 。捣碎的锇粉呈蓝黑色,可自燃,其蒸气有剧毒,强烈刺激人眼,严重时会导致失明 。
锇属于极稀有金属,储量极少,且伴生分散于其他矿藏中,全世界每年能够得到的锇总量以公斤计 。
由于某些元素储量太少,或在自然条件下极不稳定,因此在人类发现的118种元素中,有26种是通过人造得到的 。这些人造元素都是在极端条件下,在对撞机“撞”出来的,量极少,有的只有几个原子 。如118号元素Og只获得过3个原子,而且转瞬即逝,通过精密仪器探测,才证实这种元素真的存在,得到世界科学界的承认 。
人造元素钅黑(念黑),化学符号为Hs,原子序数为108,相对原子质量为265,是一种过渡金属,也是迄今为止密度最大的元素,密度约为40.9g/cm^3 。这种元素的半衰期只有半毫秒,1秒等于1000毫秒,半毫秒有多长?因此在自然界根本无法存在 。,
在地球上,能证明密度最大的物质大概就是单质钅黑元素了 。这些元素比起宇宙中特殊天体物质密度,实在是小小小巫见大大大巫了,无法类比 。
为啥地球上就不能存在中子星这种极高密度物质呢?这是因为地球质量太小了,只有太阳质量的33万分之一,且体积很庞大,半径达到6371公里 。要知道一颗中子星质量至少是太阳的1.44倍,半径只有10~20公里 。也就是说中子星的质量至少是地球的47万倍,而半径只有地球的637~318分之一,体积只有地球约数千万分之一到数亿分之一 。
根据牛顿万有引力定律,引力大小是与质量成正比,与距离平方成反比的,表述为:F=GMm/r^2 。由此,我们可以看出,一个星球的质量越大,体积越小,表面距离引力质心就越近,引力(也叫时空曲率)就越大 。
根据这个规律,我们可以得到计算天体重力加速度的公式为:g=GM/R^2,或者重力公式G=mg 。这里g表示重力加速度,单位m/s^2(米/平方秒) ;G为引力常量;M为天体质量,单位kg(千克) ;R为与天体质心距离,单位m 。
【空气的相对密度 空气的密度是多少】根据这个公式,我们可以简单计算出地球的重力加速度g≈9.8m/s^2(米/平方秒),也可以理解为重力g≈9.8N/kg(牛顿/千克) 。我们简单计算一颗半径为20公里,质量为太阳1.44倍的中子星,重力g≈4802.4亿N/kg,是地球重力约490亿倍;如果这颗中子星质量为太阳的3倍,半径只有10公里的话,则重力g≈40020亿N/kg,是地球重力约4084亿倍 。
地球物质都是由原子构成的,而原子有一个坚硬的电子外壳,原子核躲在原子核心只占原子体积的数千亿到万亿分之一,却占有整个原子99.96%的质量,因此所有由原子组成的物质,从微观世界来看都是虚空的 。
但要突破这个坚硬的电子外壳,在地球上几乎是不可能的,只有在强子对撞机里人工制造接近光速的粒子对撞下才能够突破 。这种高速对撞也能制造强大压力,但地球上只能在微观粒子层面创造出这种压力,也可以说达到中子星物质层面的物质,但人眼是无法看到的,且转瞬即逝。
而在中子星这种巨大重力下,原子就被压碎了,电子被压缩近原子核,这样物质密度就增加了几千亿到上万亿倍,因此就成为极端致密的物质 。而在地球上,根本不可能形成这样巨大的压力,当然就不可能存在中子星这种密度物质了 。
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