Найважча речовина у всесвіті. Яка найважча речовина на Землі? А у космосі

З давніх-давен люди активно використовують різні метали. Після вивчення їх властивостей речовини зайняли гідне місце в таблиці знаменитого Д. Менделєєва. Досі не вщухають суперечки вчених щодо питання, якому металу привласнити звання найважчого та найгустішого у світі. На чаші терезів два елементи менделєєвської таблиці - іридій, а також осмій. Чим вони цікаві читайте далі.

Протягом століть люди займалися вивченням корисних властивостей найпоширеніших металів планети. Найбільше відомостей наука зберігає про золото срібло та мідь. Згодом людство познайомилося із залізом, легшими металами – оловом та свинцем. У світі Середньовіччя люди активно користувалися миш'яком, а хвороби лікували ртуттю.

Завдяки стрімкому прогресу сьогодні найважчими і щільними металами вважається не один елемент таблиці, а відразу два. Під номером 76 розташований осмій (Os), а під номером 77 – іридій (Ir), речовини мають такі показники густини:

осмій важкий завдяки щільності 22,62 г/см³;
іридій не набагато легше – 22,53 г/см³.

Щільність відносять до фізичних властивостей металів, вона є співвідношенням маси речовини до його обсягу. Теоретичні розрахунки щільності обох елементів мають деякі похибки, тому обидва метали сьогодні прийнято вважати найважчими.

Для наочності можна порівняти вагу звичайної пробки з вагою пробки із найважчого металу у світі. Щоб врівноважити чаші терезів з пробкою з осмію або іридію, потрібно більше сотні традиційних пробок.

Історія відкриття металів

Обидва елементи були відкриті на зорі XIX століття вченим Смітсоном Теннант. Багато дослідників того часу займалися вивченням властивостей сирої платини, опрацьовуючи її «царською горілкою». Тільки Теннанту вдалося виявити в отриманому осаді дві хімічні речовини:

осадовий елемент із стійким запахом хлору вчений назвав осмієм;
субстанція з мінливим забарвленням отримала назву іридій (райдуга).

Обидва елементи були представлені єдиним сплавом, який вдалося розділити вченому. Подальшим дослідженням самородків платини зайнявся російський хімік К. Клаус, який ретельно досліджував властивості осадових елементів. Складність визначення найважчого металу у світі полягає у невисокій різниці їхньої щільності, яка не є величиною постійної.

Яскраві характеристики найщільніших металів

Добуті експериментальним шляхом речовини є порошок, що досить важко обробляється, кування металів вимагає дуже високих температур. Найбільш поширеною формою співдружності іридію з осмієм є сплав осмистого іридію, який видобувають у родовищах платини, пластах залягання золота.

Найчастішим місцем виявлення іридію вважаються метеорити, багаті на залізо. Самородного осмію у світі природи не знайти, лише у співдружності з іридієм та іншими компонентами платинової групи. Поклади часто містять сполуки сірки з миш'яком.

Особливості найважчого та найдорожчого металу у світі

Серед елементів періодичної таблиці Менделєєва найдорожчим вважається осмій. Сріблястий метал із блакитним відливом належить до платинової групи благородних хімічних сполук. Свій блиск найщільніший, але дуже тендітний метал не втрачає під впливом високих температурних показників.

Характеристики

Елемент №76 Osmium має атомну масу 190,23 а.
Розплавлена при температурі 3033°C речовина закипить при 5012°C.
Найважчий матеріал має щільність 22,62 г/см³;
Структура кристалічних ґрат має гексагональну форму.

Незважаючи на дивовижно холодний блиск сріблястого відливу, осмій не годиться для виробництва ювелірних виробів через високу токсичність. Для плавки прикраси була б потрібна температура, як на поверхні Сонця, адже самий щільний у світі метал руйнується при механічному впливі.

Перетворюючись на порошок, осмій взаємодіє з киснем, реагує на сірку, фосфор, селен, на царську горілку дуже повільна реакція речовини. Osmium не має магнетизму, сплави мають схильність до окислення, формування кластерних сполук.

Де застосовують

Найважчий і неймовірно щільний метал має високу зносостійкість, тому добавка його до сплавів значно підвищує їхню міцність. Застосування осмію переважно пов'язані з хімічної промисловістю. Крім того, його використовують для наступних потреб:

виготовлення ємностей, призначених для зберігання відходів ядерного синтезу;
потреб ракетобудування, збройового виробництва (боєголовки);
у годинниковій промисловості для виготовлення механізмів брендових моделей;
для виробництва хірургічних імплантатів, деталей кардіостимуляторів.

Цікаво, що найщільніший метал вважається єдиним у світі елементом, непідвладним впливу агресії «пекельної» суміші кислот (азотна та соляна). Алюміній, з'єднаний з осмієм, стає настільки пластичним, що його можна витягувати без розриву.

Таємниці рідкісного і щільного у світі металу

Приналежність іридію до платинової групи наділяє його властивістю несприйнятливості до обробки кислотами та їх сумішами. У світі іридій одержують із анодних шламів при мідно-нікелевому виробництві. Після обробки шламу царською горілкою, осад, що випав, прожарюють, результатом чого стає видобуток іридію.

Характеристики

Найтвердіший метал сріблясто-білого кольору має наступну групу властивостей:

елемент таблиці Менделєєва Iridium №77 має атомну масу 192,22 а.е.м.;
розплавлену при температурі 2466°C речовина закипить при 4428°C;
щільність розплавленого іридію – в межах 19,39 г/см³;
щільність елемента за кімнатної температури – 22,7 г/см³;
кристалічні грати іридію асоціюються з гранецентрованим кубом.

Тяжкий іридій не змінюється під впливом нормальної температури повітря. Результатом прожарювання під впливом нагрівання за певних температур стає утворення багатовалентних сполук. Порошок свіжого осаду іридієвої черні піддається частковому розчиненню горілкою, а також розчином хлору.

Галузь застосування

Хоча Iridium належить до дорогоцінних металів, для ювелірних виробів його застосовують рідко. Елемент, який погано піддається обробкам, дуже затребуваний при будівництві доріг, виробництві автомобільних деталей. Сплави з непідданим окисленню найщільнішим металом застосовуються для наступних цілей:

виготовлення тиглів для проведення лабораторних дослідів;
виробництва спеціальних мундштуків для склодувів;
покриття кінчиків пір'я та стрижнів кулькових ручок;
виготовлення довговічних свічок запалювання для автомобілів;

Сплави з ізотопами іридію використовують на зварювальному виробництві, приладобудуванні, для вирощування кристалів у складі лазерної техніки. Застосування найважчого металу дозволило здійснювати лазерну корекцію зору, дроблення каміння у нирках та інші медичні процедури.

Хоча Iridium позбавлений токсичності та небезпечний для біологічних організмів, у природному середовищі можна зустрітися його небезпечним ізотопом – гексафторидом. Вдихання парів отруйної речовини веде до миттєвої задухи та смерті.

Місця природного залягання

Поклади найщільнішого металу Iridium у світі природи мізерно малі, їх набагато менше, ніж запасів платини. Імовірно, найважча речовина змістилася до ядра планети, тому обсяги промислового видобутку елемента невеликі (близько трьох тонн на рік). Вироби зі сплавів з іридієм можуть прослужити до 200 років, коштовності стануть довговічнішими.

Самородків найважчого металу з неприємним запахом Osmium у природі не знайти. У складі мінералів можна виявити сліди осмистого іридію разом із платиною та паладієм, рутенією. Поклади осмистого іридію розвідані на території Сибіру (Росія), деяких штатів Америки (Аляска та Каліфорнія), Австралії та Південній Африці.

Якщо виявлено поклади платини, вдасться виділити осмій з іридієм для зміцнення та посилення фізичних чи хімічних сполук різних виробів.

Навколишній світ таїть у собі ще безліч загадок, але навіть давно відомі вченим явища та речовини не перестають дивувати та захоплювати. Ми милуємося яскравими фарбами, насолоджуємося смаками та використовуємо властивості різноманітних речовин, які роблять наше життя комфортнішим, безпечнішим та приємнішим. У пошуках найнадійніших і міцних матеріалів людина здійснила чимало захоплюючих відкриттів, і перед вами добірка якраз із 25 таких унікальних з'єднань!

25. Алмази

Про це точно знають якщо не всі, то майже все. Алмази - це не тільки один з найшанованіших дорогоцінних каменів, але і один з найтвердіших мінералів на Землі. За шкалою Мооса (шкала твердості, у якій оцінка дається з реакції мінералу на дряпання) алмаз числиться на 10 рядку. Всього в шкалі 10 позицій, і 10-а - останній і найтвердіший ступінь. Алмази такі тверді, що подряпати їх можна хіба іншими алмазами.

24. Ловчі мережі павука виду Caerostris darwini

Фото: pixabay

У це складно повірити, але мережа павука Caerostris darwini (або павук Дарвіна) міцніше стали і твердіші за кевлар. Цю павутину визнали найтвердішим біологічним матеріалом у світі, хоча зараз у неї вже з'явився потенційний конкурент, але дані ще не підтверджені. Павукове волокно перевірили на такі характеристики, як руйнівна деформація, ударна в'язкість, межа міцності та модуль Юнга (властивість матеріалу чинити опір розтягуванню, стиску при пружній деформації), і за всіма цими показниками павутиння проявила себе надзвичайно дивним чином. До того ж ловча мережа павука Дарвіна неймовірно легка. Наприклад, якщо волокном Caerostris darwini обернути нашу планету, вага такої довгої нитки становитиме лише 500 грамів. Таких довгих мереж немає, але теоретичні підрахунки просто вражають!

23. Аерографіт

Фото: BrokenSphere

Ця синтетична піна - один з найлегших волокнистих матеріалів у світі, і вона є мережею вуглецевих трубочок діаметром всього в кілька мікронів. Аерографіт у 75 разів легший за пінопласт, але при цьому набагато міцніший і пластичніший. Його можна стиснути до розмірів, у 30 разів менших за початковий вид, без будь-якої шкоди для його надзвичайно еластичної структури. Завдяки цій властивості аерографітна піна може витримати навантаження, що в 40 000 разів перевищує її власну вагу.

22. Паладієве металеве скло

Фото: pixabay

Команда вчених їх Каліфорнійського технічного інституту та Лабораторії Берклі (California Institute of Technology, Berkeley Lab) розробила новий вид металевого скла, який поєднав практично ідеальну комбінацію міцності і пластичності. Причина унікальності нового матеріалу полягає в тому, що його хімічна структура успішно приховує крихкість існуючих склоподібних матеріалів і при цьому зберігає високий поріг витривалості, що значно збільшує втомну міцність цієї синтетичної структури.

21. Карбід вольфраму

Фото: pixabay

Карбід вольфраму - це неймовірно твердий матеріал, що має високу зносостійкість. У певних умовах це з'єднання вважається дуже тендітним, але під великим навантаженням воно показує унікальні пластичні властивості, що виявляються у вигляді смуг ковзання. Завдяки всім цим якостям карбід вольфраму використовується у виготовленні бронебійних наконечників та різного обладнання, включаючи всілякі різці, абразивні диски, свердла, фрези, долота для буріння та інші різальні інструменти.

20. Карбід кремнію

Фото: Tiia Monto

Карбід кремнію – один із основних матеріалів, що використовуються для виробництва бойових танків. Це з'єднання відоме своєю низькою вартістю, видатною тугоплавкістю та високою твердістю, і тому воно часто використовується у виготовленні обладнання або спорядження, яке має відбивати кулі, розрізати чи шліфувати інші міцні матеріали. З карбіду кремнію виходять чудові абразиви, напівпровідники і навіть вставки в ювелірні прикраси, що імітують алмази.

19. Кубічний нітрид бору

Фото: wikimedia commons

Кубічний нітрид бору – це надтвердий матеріал, що за своєю твердістю схожий з алмазом, але має й низку відмінних переваг – високу температурну стійкість і хімічну стійкість. Кубічний нітрид бору не розчиняється в залізі і нікелі навіть під впливом високих температур, тоді як алмаз у таких умовах вступає в хімічні реакції досить швидко. Насправді це вигідно для його використання у промислових шліфувальних інструментах.

18. Надвисокомолекулярний поліетилен високої щільності (СВМПЕ), марка волокон «Дайніма» (Dyneema)

Фото: Justsail

Поліетилен з високим модулем пружності має надзвичайно високу зносостійкість, низький коефіцієнт тертя і високу в'язкість руйнування (низькотемпературна надійність). Сьогодні його вважають найміцнішою волокнистою речовиною у світі. Найдивовижніше в цьому поліетилені те, що він легший за воду і одночасно може зупиняти кулі! Троси та канати з волокон Дайніма не тонуть у воді, не потребують мастила та не змінюють свої властивості при намоканні, що дуже актуально для суднобудування.

17. Титанові метали

Фото: Alchemist-hp (pse-mendelejew.de)

Титанові сплави неймовірно пластичні та демонструють дивовижну міцність під час розтягування. До того ж вони мають високу жароміцність і корозійну стійкість, що робить їх вкрай корисними в таких областях, як авіабудування, ракетобудування, суднобудування, хімічне, харчове та транспортне машинобудування.

16. Сплав Liquidmetal

Фото: pixabay

Розроблений у 2003 році у Каліфорнійському технічному інституті (California Institute of Technology), цей матеріал славиться своєю силою та міцністю. Назва з'єднання асоціюється з чимось крихким і рідким, але при кімнатній температурі воно насправді надзвичайно тверде, зносостійке, не боїться корозії і при нагріванні трансформується, як термопласти. Основними сферами застосування поки що є виготовлення годинників, ключок для гольфу та покриттів для мобільних телефонів (Vertu, iPhone).

15. Наноцелюлоза

Фото: pixabay

Наноцелюлозу виділяють з деревного волокна, і вона є новим видом дерев'яного матеріалу, який міцніше навіть стали! До того ж наноцелюлоза ще й дешевша. Інновація має великий потенціал і в майбутньому може скласти серйозну конкуренцію склу та вуглеволокну. Розробники вважають, що цей матеріал незабаром матиме великий попит у виробництві армійської броні, супергнучких екранів, фільтрів, гнучких батарейок, абсорбуючих аерогелів та біопалива.

14. Зуби равликів виду «морське блюдечко»

Фото: pixabay

Раніше ми вже розповіли вам про ловчу мережу павука Дарвіна, яку колись визнали найміцнішим біологічним матеріалом на планеті. Однак недавнє дослідження показало, що саме морське блюдечко - найбільш міцна з відомих науці біологічних субстанцій. Так-так, ці зубки міцніші за павутиння Caerostris darwini. І це не дивно, адже крихітні морські створіння харчуються водоростями, що ростуть на поверхні суворих скель, і щоб відокремити їжу від гірської породи, цим звіряткам доводиться попрацювати. Вчені вважають, що в майбутньому ми зможемо використати приклад волокнистої структури зубів морських блюдечок у машинобудівній промисловості та почнемо будувати автомобілі, човни і навіть повітряні судна підвищеної міцності, надихнувшись прикладом простих равликів.

13. Мартенситно-старіюча сталь

Фото: pixabay

Мартенситно-старіюча сталь - це високоміцний і високолегований сплав, що має чудову пластичність і в'язкість. Матеріал широко поширений у ракетобудуванні та використовується для виготовлення різноманітних інструментів.

12. Осмій

Фото: Periodictableru / www.periodictable.ru

Осмій – неймовірно щільний елемент, і завдяки своїй твердості та високій температурі плавлення він важко піддається механічній обробці. Саме тому осмій використовують там, де довговічність та міцність цінуються найбільше. Сплави з осмієм зустрічаються в електричних контактах, ракетобудуванні, військових снарядах, хірургічних імплантатах та застосовуються ще в багатьох інших областях.

11. Кевлар

Фото: wikimedia commons

Кевлар - це високоміцне волокно, яке можна зустріти в автомобільних шинах, гальмівних колодках, кабелях, протезно-ортопедичних виробах, бронежилетах, тканинах захисного одягу, суднобудуванні та в деталях безпілотних літальних апаратів. Матеріал став практично синонімом міцності і є видом пластику з неймовірно високою міцністю і еластичністю. Межа міцності кевлару у 8 разів вища, ніж у сталевого дроту, а плавитися він починає при температурі 450℃.

10. Надвисокомолекулярний поліетилен високої щільності, марка волокон "Спектра" (Spectra)

Фото: Tomas Castelazo, www.tomascastelazo.com / Wikimedia Commons

СВМПЕ – це насправді дуже міцний пластик. Спектра, марка СВМПЭ, – це своє чергу легке волокно високої зносостійкості, вдесятеро перевищує за цим показником сталь. Як і кевлар, спектра використовується у виготовленні бронежилетів та захисних шоломів. Поряд з СВМПЕ марки дайним спектра популярна в суднобудуванні і транспортній промисловості.

9. Графен

Фото: pixabay

Графен - це алотропна модифікація вуглецю, і його кристалічна решітка товщиною всього в один атом настільки міцна, що вона в 200 разів твердіша за сталі. Графен на вигляд схожий на харчову плівку, але порвати його - практично непосильне завдання. Щоб пробити графеновий лист наскрізь, вам доведеться встромити в нього олівець, на якому повинен буде балансувати вантаж вагою з цілий шкільний автобус. Успіхів!

8. Папір із вуглецевих нанотрубок

Фото: pixabay

Завдяки нанотехнологіям вченим вдалося зробити папір, який у 50 тисяч разів тонший за людське волосся. Листи з вуглецевих нанотрубок в 10 разів легше стали, але найдивовижніше те, що по міцності вони перевищують у 500 разів! Макроскопічні пластини з нанотрубок найбільш перспективні виготовлення електродів суперконденсаторів.

7. Металева мікрорешітка

Фото: pixabay

Перед вами найлегший у світі метал! Металева мікрорешітка – це синтетичний пористий матеріал, який у 100 разів легший за пінопласт. Але нехай його зовнішній вигляд не вводить вас в оману, адже ці мікрорешітки заодно і неймовірно міцні, завдяки чому вони мають великий потенціал для використання у всіляких інженерних галузях. З них можна виготовляти чудові амортизатори та теплові ізолятори, а дивовижна здатність цього металу стискатися та повертатися у свій первісний стан дозволяє використовувати його для накопичення енергії. Металеві мікрорешітки також активно застосовуються у виробництві різних деталей для літальних апаратів американської компанії Boeing.

6. Вуглецеві нанотрубки

Фото: User Mstroeck / en.wikipedia

Вище ми вже розповідали про надміцні макроскопічні пластини з вуглецевих нанотрубок. Але що це за матеріал такий? Насправді це згорнуті в трубку графенові поверхні (9-ий пункт). В результаті виходить неймовірно легкий, пружний та міцний матеріал широкого спектру застосування.

5. Аерограф

Фото: wikimedia commons

Відомий також як графеновий аерогель, цей матеріал надзвичайно легкий та міцний одночасно. У новому вигляді гелю рідка фаза повністю замінена на газоподібну, і він відрізняється сенсаційною твердістю, жароміцністю, низькою щільністю та низькою теплопровідністю. Неймовірно, але графеновий аерогель у 7 разів легший за повітря! Унікальне з'єднання здатне відновлювати свою початкову форму навіть після 90% стиснення і може вбирати таку кількість олії, яка в 900 разів перевищує вагу використовуваного для абсорбції аерографену. Можливо, у майбутньому цей клас матеріалів допоможе у боротьбі з такими екологічними катастрофами як розливи нафти.

4. Матеріал без назви, розробка Массачусетського технологічного інституту (MIT)

Фото: pixabay

Поки ви читаєте ці рядки, команда вчених із MIT працює над удосконаленням властивостей графену. Дослідники заявили, що їм уже вдалося перетворити двовимірну структуру цього матеріалу на тривимірну. Нова графенова субстанція ще не отримала своєї назви, але вже відомо, що її щільність у 20 разів менша, ніж у сталі, а її міцність у 10 разів вище за аналогічну характеристику сталі.

3. Карбін

Фото: Smokefoot

Хоча це і всього лише лінійні ланцюжки атомів вуглецю, карбін має в 2 рази більш високу межу міцності, ніж графен, і він в 3 рази жорсткіший за алмаз!

2. Нітрид бору вюрцитної модифікації

Фото: pixabay

Ця нещодавно відкрита природна речовина формується під час вулканічних вивержень, і вона на 18% твердіша за алмази. Втім, алмази воно перевершує ще за низкою інших параметрів. Вюрцитний нітрид бору - одна з всього 2 натуральних субстанцій, виявлених на Землі, яка твердіша за алмаз. Проблема в тому, що таких нітридів у природі дуже мало, тому їх непросто вивчати або застосовувати на практиці.

1. Лонсдейліт

Фото: pixabay

Відомий також як гексагональний алмаз, лонсдейліт складається з атомів вуглецю, але у разі даної модифікації атоми розташовуються дещо інакше. Як і вюрцитний нітрид бору, лонсдейліт - алмаз, що перевершує за твердістю природна субстанція. Причому цей дивовижний мінерал твердіший за алмаз на цілих 58%! Подібно до нітриду бору вюрцитної модифікації, це з'єднання зустрічається вкрай рідко. Іноді лонсдейліт утворюється під час зіткнення із Землею метеоритів, до складу яких входить графіт.

Осмій на сьогодні визначений як найважча речовина на планеті. Лише один кубічний сантиметр цієї речовини важить 22.6 грама. Він був відкритий в 1804 році англійським хіміком Смітсоном Теннантом, при розчиненні золота в пробірці залишився осад. Це сталося через особливості осмію, він нерозчинний у лугах та кислотах.

Найважчий елемент планети

Являє собою блакитно-білий металевий порошок. У природі зустрічається у вигляді семи ізотопів, шість із них стабільні та один нестійкий. За густиною трохи перевершує іридій, який має щільність 22,4 грама на кубічний сантиметр. З виявлених на сьогодні матеріалів найважча речовина у світі - це осмій.

Він відноситься до групи таких як лантан, ітрій, скандій та інших лантаноїдів.

Дорожче золота та алмазів

Видобує його дуже мало, близько десяти тисяч кілограмів на рік. Навіть у найбільшому джерелі осмію, Джезказганському родовищі, міститься близько трьох десятимільйонних часток. Біржова вартість рідкісного металу у світі сягає близько 200 тисяч доларів за один грам. При цьому максимальна чистота елемента в процесі очищення близько 70%.

Хоча у російських лабораторіях вдалося отримати чистоту 90,4 відсотка, але кількість металу не перевищувала кількох міліграм.

Щільність матерії за межами планети Земля

Осмій, безперечно, є лідером найважчих елементів нашої планети. Але якщо ми звернемо свій погляд у космос, то до нашої уваги відкриється безліч речовин важчих, ніж наш «король» важких елементів.

Справа в тому, що у Всесвіті існують умови дещо інші, ніж на Землі. Гравітація ряду настільки велика, що речовина неймовірно ущільнюється.

Якщо розглянути структуру атома, то виявиться, що відстань у міжатомному світі чимось нагадує видимий нами космос. Де планети, зірки та інші знаходяться на досить великій дистанції. Решта ж займає порожнеча. Саме таку структуру мають атоми, і за сильної гравітації ця дистанція досить сильно зменшується. Аж до «вдавлювання» одних елементарних частинок до інших.

Нейтронні зірки - надщільні об'єкти космосу

У пошуках за межами нашої Землі ми зможемо виявити найважчу речовину в космосі на нейтронних зірках.

Це досить унікальні космічні жителі, один із можливих типів еволюції зірок. Діаметр таких об'єктів становить від 10 до 200 кілометрів, при масі, що дорівнює нашому Сонцю, або в 2-3 рази більше.

Це космічне тіло в основному складається з нейтронної серцевини, яка складається з плинних нейтронів. Хоча, за деякими припущеннями вчених, вона повинна перебувати в твердому стані, достовірної інформації на сьогодні не існує. Однак відомо, що саме нейтронні зірки, досягаючи свого переділу стиску, згодом перетворюються на колосальний викид енергії, близько 10 43 -10 45 джоулів.

Щільність такої зірки можна порівняти, наприклад, з вагою гори Еверест, поміщеної в сірникову коробку. Це сотні мільярдів тонн за один кубічний міліметр. Наприклад, щоб стало зрозуміліше, наскільки велика щільність речовини, візьмемо нашу планету з її масою 5,9×1024 кг і «перетворимо» на нейтронну зірку.

В результаті, щоб зрівнялася із щільністю нейтронної зірки, її потрібно зменшити до розмірів звичайного яблука діаметром 7-10 сантиметрів. Щільність унікальних зоряних об'єктів збільшується із переміщенням до центру.

Шари та щільність речовини

Зовнішній шар зірки є у вигляді магнітосфери. Безпосередньо під нею щільність речовини вже сягає близько однієї тонни на кубічний сантиметр. Враховуючи наші знання про Землю, на даний момент це найважча речовина з виявлених елементів. Але не поспішайте з висновками.

Продовжимо наші дослідження унікальних зірок. Їх називають також пульсарами через високу швидкість обертання навколо своєї осі. Цей показник у різних об'єктів коливається від кількох десятків до сотень обертів на секунду.

Прослідкуємо далі у вивченні надщільних космічних тіл. Потім слідує шар, який має характеристики металу, але, швидше за все, він схожий за поведінкою та структурою. Кристали набагато менше, ніж ми бачимо в кристалічних ґратах Земних речовин. Щоб побудувати лінію із кристалів в 1 сантиметр, знадобиться викласти понад 10 мільярдів елементів. Щільність у цьому шарі в один мільйон разів вища, ніж у зовнішньому. Це не найважча речовина зірки. Далі йде шар, багатий на нейтрони, щільність якого в тисячу разів перевищує попередній.

Ядро нейтронної зірки та її щільність

Нижче знаходиться ядро, саме тут щільність досягає свого максимуму - в два рази вище, ніж шар, що лежить вище. Речовина ядра небесного тіла складається з усіх відомих фізики елементарних частинок. На цьому ми досягли кінця подорожі до ядра зірки у пошуках найважчої речовини у космосі.

Місія у пошуках унікальних за щільністю речовин у Всесвіті, начебто, завершена. Але космос сповнений загадок та невідкритих явищ, зірок, фактів та закономірностей.

Чорні дірки у Всесвіті

Слід звернути увагу, що сьогодні вже відкрито. Це чорні дірки. Можливо, саме ці загадкові об'єкти можуть бути претендентами на те, що найважча речовина у Всесвіті – їхня складова. Зверніть увагу, що гравітація чорних дірок настільки велика, що світло не може залишити її.

За припущеннями вчених, речовина, затягнута область простору часу, ущільнюється настільки, що простору між елементарними частинками не залишається.

На жаль, за горизонтом подій (так називається кордон, де світло і будь-який об'єкт, під дією сил гравітації, не може залишити чорну дірку) йдуть наші здогади та непрямі припущення, що ґрунтуються на викидах потоків частинок.

Ряд вчених припускають, що за обрієм подій поєднуються простір і час. Існує думка, що вони можуть бути "проходом" в інший Всесвіт. Можливо, це відповідає істині, хоча цілком можливо, що за цими межами відкривається інший простір із новими законами. Область, де час зміниться «місцем» із простором. Місцезнаходження майбутнього та минулого визначається лише вибором слідування. Подібно до нашого вибору йти праворуч або ліворуч.

Потенційно припустимо, що у Всесвіті існують цивілізації, які освоїли подорожі у часі через чорні дірки. Можливо, у майбутньому люди з планети Земля відкриють таємницю подорожі крізь час.

Людина завжди прагнула знайти матеріали, які залишають жодних шансів своїм конкурентам. З давніх-давен вчені шукали найтвердіші матеріали у світі, найлегші і найважчі. Жага відкриттів призвела до відкриття ідеального газу та ідеально чорного тіла. Представляємо вам найдивовижніші речовини у світі.

1. Найчорніша речовина

Найчорніша речовина у світі називається Vantablack і складається з сукупності вуглецевих нанотрубок (див. вуглець та його алотропні модифікації). Простіше кажучи, матеріал складається з незліченної безлічі «волосків», потрапивши в які світло відскакує від однієї трубки до іншої. Таким чином поглинається близько 99,965% світлового потоку і лише мізерна частина відбивається назовні.
Відкриття Vantablack відкриває широкі перспективи застосування цього матеріалу в астрономії, електроніці та оптиці.

2. Найгорючіша речовина

Трифторид хлору є найгорючішою речовиною з будь-коли відомих людству. Є найсильнішим окислювачем і реагує практично з усіма хімічними елементами. Трифторид хлору здатний пропалити бетон і легко спалахує скло! Застосування трифториду хлору практично неможливе через його феноменальну займистість і неможливість забезпечити безпеку використання.

3. Найотруйніша речовина

Найсильніша отрута – це ботулотоксин. Ми знаємо його під назвою ботокс, саме так він називається у косметології, де знайшов своє основне застосування. Ботулотоксин – це хімічна речовина, яку виділяють бактерії Clostridium botulinum. Крім того, що ботулотоксин - найотруйніша речовина, так він ще й має найбільшу молекулярну масу серед білків. Про феноменальну отруйність речовини говорить той факт, що достатньо всього 0,00002 мг/л ботулотоксину, щоб на півдня зробити зону ураження смертельно небезпечною для людини.

4. Найгарячіша речовина

Це так званий кварк-глюонна плазма. Речовина була створена за допомогою зіткнення атомів золота при майже світловій швидкості. Кварк-глюонна плазма має температуру 4 трильйони градусів Цельсія. Для порівняння, цей показник вищий за температуру Сонця в 250 000 разів! На жаль, час життя речовини обмежено трильйонної однієї трильйонної секунди.

5. Найїдкіша кислота

У цій номінації чемпіоном стає фторидно-сурм'яна кислота H. Фторидно-сурм'яна кислота в 2×10 16 (двісті квінтильйонів) разів більш їдка, ніж сірчана кислота. Це дуже активна речовина, яка може вибухнути при додаванні невеликої кількості води. Випаровування цієї кислоти смертельно отруйні.

6. Найбільш вибухонебезпечна речовина

Найбільша вибухонебезпечна речовина — гептанітрокубан. Він дуже дорогий та застосовується лише для наукових досліджень. А ось трохи менш вибухонебезпечний октоген успішно застосовується у військовій справі та в геології при бурінні свердловин.

7. Найбільш радіоактивна речовина

"Полоній-210" - ізотоп полонію, який не існує в природі, а виготовляється людиною. Використовується для створення мініатюрних, але в той же час дуже потужних джерел енергії. Має дуже короткий період напіврозпаду і тому здатний викликати тяжку променеву хворобу.

8. Найважча речовина

Це, звичайно, фулерит. Його твердість майже вдвічі вища, ніж у натуральних алмазів. Детальніше про фулерит можна прочитати в нашій статті Найтвердіші матеріали у світі.

9. Найсильніший магніт

Найсильніший магніт у світі складається із заліза та азоту. В даний час широкому загалу недоступні деталі про цю речовину, проте вже зараз відомо, що новий супер-магніт на 18% потужніший за найсильніші магніти, що застосовуються зараз, — неодимових. Неодимові магніти виготовляються з неодиму, заліза та бору.

10. Найплинніша речовина

Надплинний Гелій II майже не має в'язкості при температурах, близьких до абсолютного нуля. Цією властивістю зумовлено його унікальну властивість просочуватися і виливатися з посудини, виготовленої з будь-якого твердого матеріалу. Гелій II має перспективи використання як ідеальний термопровідник, в якому не розсіюється тепло.

Метали людство почало активно використовувати ще 3000-4000 роках до нашої ери. Тоді люди познайомилися з найпоширенішими з них, це золото, срібло, мідь. Ці метали були дуже легко знайти на поверхні землі. Трохи пізніше вони пізнали хімію та почали виділяти з них такі види як олово, свинець та залізо. У Середньовіччі набирали популярності дуже отруйні види металів. В побуті був миш'як, яким було отруєно більше половини королівського двору у Франції. Так само і те, що допомагало вилікувати різні хвороби тих часів, починаючи від ангіни і до чуми. Вже до двадцятого століття було відомо понад 60 металів, а на початку XXI століття – 90. Прогрес не стоїть на місці та веде людство вперед. Але постає питання, який метал є важким і перевершує за вагою решту? І взагалі, які вони, ці найважчі метали у світі?

Багато хто помилково думає, що золото і свинець є найважчими металами. Чому так склалося? Багато з нас виросли на старих фільмах і бачили, як головний герой використовує свинцеву пластину для захисту від злісних куль. На додаток, і сьогодні використовують свинцеві пластини в деяких видах бронежилетів. А при слові золото у багатьох виринає картинка з важкими зливками цього металу. Але думати, що вони найважчі – помилково!

Для визначення найважчого металу треба брати до уваги його щільність, адже чим більша щільність речовини, тим вона важча.

ТОП-10 найважчих металів у світі

Осмій (22,62 г/см 3),
Іридій (22,53 г/см 3),
Платина (21,44 г/см 3),
Реній (21,01 г/см 3),
Нептуній (20,48 г/см 3),
Плутоній (19,85 г/см 3),
Золото (19,85 г/см3)
Вольфрам (19,21 г/см 3),
Уран (18,92 г/см 3),
Тантал (16,64 г/см3).

І де свинець? А він знаходиться набагато нижче в цьому списку, в середині другого десятка.

Осмій та іридій – найважчі метали у світі

Розглянемо основних важкоатлетів, які ділять 1 та 2 місця. Почнемо з іридію і заразом вимовимо слова подяки на адресу англійського вченого Смітсона Теннат, який в 1803 отримав цей хімічний елемент з платини, де був присутній разом з осмієм у вигляді домішки. Іридій із давньогрецької можна перекласти, як «райдуга». Метал має білий колір зі срібним відтінком і його можна назвати не тільки великоваговим, але й міцним. На нашій планеті його дуже мало і за рік його видобувають лише до 10000 кг. Відомо, що більшість родовищ іридію можна знайти на місцях падіння метеоритів. Деякі вчені приходять до думки, що цей метал раніше був широко поширений на нашій планеті, проте через свою вагу він постійно видавлював себе ближче до центру Землі. Іридій зараз широко затребуваний у промисловості та використовується для отримання електричної енергії. Також його люблять використовувати палеонтологи, і з допомогою іридію визначають вік багатьох знахідок. Крім того, цей метал можуть використовувати для покриття деяких поверхонь. Але зробити це важко.

Далі розглянемо осмій. Він найважчий у періодичній таблиці Менделєєва, ну, відповідно, і найважчий у світі метал. Осмій має олов'яно-білий із синім відтінок і також відкритий Смітсоном Теннатом одночасно з іридієм. Осмій практично неможливо обробити і здебільшого його знаходять на місцях падіння метеоритів. Він неприємно пахне, запах схожий на суміш хлору та часнику. І з давньогрецької перекладається, як «запах». Метал досить тугоплавкий і використовується в лампочках та інших приладах з тугоплавкими металами. За один грам цього елемента треба заплатити понад 10000 доларів, з цього зрозуміло, що метал дуже рідкісний.

Осмій

Як не крути, найважчі метали є великою рідкістю і тому дорого коштують. І треба запам'ятати на майбутнє, що ні золото, ні свинець – не найважчі метали у світі! Іридій та осмій – ось переможці у вазі!

Схожі статті