Найдено самое прочное вещество во Вселенной (4 фото)
Американским исследователям из Индианского университета в Блумингтоне удалось определись субстанцию, которая может оказаться самой прочной во Вселенной. Обнаружили это вещество в нейтронных звездах. Из-за специфической формы исследователи назвали его «ядерной пастой».
По теории ученных, этот материал образуется примерно на километр ниже поверхности нейтронной звезды: атомные ядра сжимаются так близко, что сливаются в сгустки вещества, плотную смесь нейтронов и протонов. Обычно они имеют форму капель, трубок или листов. Еще глубже в нейтронной звезде ядерная материя полностью берет верх, после чего образуется огромное атомное ядро.
В процессе компьютерного моделирования специалисты оценили силу, которую необходимо затратить для растягивания «ядерной пасты». Оказалось, что это вещество прочнее любого другого известного вещества во Вселенной. Физики все еще стремятся найти реальные доказательства существования ядерной пасты. Нейтронные звезды имеют тенденцию вращаться очень быстро, и, как следствие, могут испускать рябь в пространстве — гравитационные волны, которую мешают изучать материалы, из которых состоят звезды.
Одним из способов, которым ученые руководствуются — это опора исследования на внутренние структуры звезд, которые могут поддерживать существование гор на поверхности этих небесных тел. Из-за сильной гравитации высота гор обычно не больше нескольких сантиметров, однако «ядерная паста» может способствовать появлению более крупных неровностей высотой несколько десятков сантиметров.
Карта мира для нас дело привычное – еще со школы, знаем все о климате, делении на ареалы и расположении той или иной страны. Но недавно британские ученые из Плимутского университета сделали открытие, которое по сути заставит переписать учебники.
Источник
7 элементов в таблице Менделеева, которые здравому смыслу не оставляют ни единого шанса
Какой самый интересный и сумасшедший элемент в периодической таблице химических элементов?
Почти любой элемент в периодической таблице Менделеева удивителен и имеет долю сумасшествия. Сера, похоже, не принадлежит к сумасшедшему клубу. Но тем не менее факты о ней удивительно интересны.
Учтите, что вода – это H20. Это необходимо для жизни. Она не пахнет. Это жидкость.
Чуть ниже кислорода в периодической таблице находится сера. У нее, по логике, должны быть похожие свойства. Но это не так. Согласитесь, это поразительно. Но есть в нашем мире химии и более необычные элементы, которые могут удивить еще больше. Мы в 1Gai.Ru изучили всю таблицу Менделеева, отобрав для вас самые интересные факты о самых удивительных элементах.
Цезий как эталон самого точного времени в мире
Цезий – прекрасный пример управляемого хаоса. Этот элемент известен как радиоактивный отход от ядерных взрывов. Цезий является одним из пяти элементов, которые находятся в жидком состоянии при комнатной температуре.
Но самое удивительное изменение состояния цезия происходит, когда вы помещаете его в воду. Вот что при этом происходит:
Также у цезия электронные переходы настолько точны, что он стал использоваться в качестве основного стандарта для определения самого точного в мире времени.
Так, секунда – это время, равное 9 192 631 770 периодам излучения, соответствующего переходу между двумя сверхтонкими уровнями основного состояния атома цезия-133.
Цезий применяется в атомных часах. Вот как они выглядят:
Эти атомные часы настолько точны, что не потеряют ни секунды за 20 миллионов лет. Это безумие, как такой нестабильный элемент может быть использован, чтобы стать нашим точным определением времени.
Олово – элемент, который совершает самоубийство!
Олово (Sn) – это 50-й элемент периодической таблицы Менделеева.
Олово издавна известно человечеству. Так, есть доказательства, что человек знал об олове уже в IV тысячелетии до нашей эры. Этот металл был очень дорог и мало кому доступен. Именно поэтому изделия из него редко встречаются среди римских и греческих древних находок. Примечательно, что об олове даже есть информация в Библии (Четвертой Книге Моисея).
Обычно олово существует в его так называемой бета-форме (олово белое β-форма). Олово в этой форме белое, блестящее и сохраняет свою форму. Но когда температура опускается ниже 13 ° C, олово начинает менять свою красивую форму – переходит в альфа-форму ( α -модификация серого олова), которая в основном представляет собой сероватый порошок. Этот переход металлического олова в бесполезный пепел называется «оловянной чумой».
Примечательно, что вокруг олова в нашем мире есть множество интересных легенд. Одна из самых интересных – это легенда о том, как свойства олова сыграли с Наполеоном Бонапартом злую шутку.
Легенда гласит, что это необычное химическое поведение олова способствовало падению императора Наполеона Бонапарта. В те времена олово использовалось для изготовления пуговиц и других застежек солдатской формы. Пока армия французов шла в сторону России, с пуговицами солдат было все порядке. Но все изменилось, когда солдаты ступили на российскую землю, где свирепствовали морозы.
Вот тут-то и началась метаморфоза с оловянными пуговицами, которые начали разрушаться, в результате чего форма не могла согреть солдат. В действительности же олову требуется несколько месяцев, чтобы буквально уничтожить себя, преобразовавшись в другую форму. Но, с другой стороны, когда французы вторглись в Россию, температура была ниже минус 30 ° C.
Так что, как полагают некоторые историки и химики, это и послужило сильным толчком для перехода оловянных пуговиц в порошкообразную форму. Правда, все это исторически не подтверждено. А согласитесь, легенда хорошая. Ведь один факт, что легендарный Наполеон потерпел крах своей армии на территории России из-за проблем с форменным обмундированием и виной всему химические свойства олова… Звучит красиво!
Если вам интересно, вот видео, которое показывает переход олова из его бета-формы в альфа-форму:
Висмут
Обычно это выглядит так:
Но при правильных условиях это может выглядеть так:
Мы рекомендуем воспользоваться поиском картинок на Яндексе или в Google по запросу «Кристаллы висмута», чтобы увидеть все чудеса, которые может произвести висмут.
Некоторые другие интересные факты о висмуте:
- Висмут (висмут-209, самый распространенный изотоп) радиоактивен, но имеет один из самых длинных периодов полураспада из когда-либо измеренных. Его период полураспада составляет 1,9×10 ^ 19 лет, или примерно в миллиард раз дольше, чем существует Вселенная.
- Висмут — самый сильный природный диамагнитный металл из известных. Диамагнитные материалы при воздействии магнитного поля создают в ответ отталкивающее поле. Итак, с некоторыми сильными магнитами вы можете заставить висмут подниматься.
- Висмут обладает необычайно низкой токсичностью для тяжелых металлов. Его соседи по периодической диаграмме – полоний, сурьма и свинец – довольно токсичны, но висмут относительно безвреден. Из-за этого висмут исследуется как альтернатива свинцу для некоторых применений.
- Большинство людей употребляют висмут в своей жизни. Активным ингредиентом пепто-висмола является субсалицилат висмута.
Франций
Франций ОЧЕНЬ реактивный и имеет атомный номер 87.
Франций очень реакционноспособный и радиоактивный элемент. Поскольку период его полураспада составляет 22 минуты, он очень реактивный.
Фактически это никогда не проверялось из-за рисков, которые это несет. Тем не менее ученые сделали копию того, на что это было бы похоже, если бы вы уронили его в воду.
Посмотрите, к чему это привело бы:
Вот некоторые фотографии, на которых тестировался франций (но только с небольшим количеством)
Наконец, вот так выглядит франций.
Московий
Московий – это искусственно синтезированный радиоактивный элемент. То есть этот элемент в нашей природе не встречается. В 2004 году российские ученые во время исследований на циклотроне У-400 в Объединённом институте ядерных исследований (Дубна, Россия) получили 115-й элемент периодической таблицы Менделеева, представив миру новый элемент, получивший название «Московий».
Предполагается, что московий – непереходный металл, похожий на висмут. Плотность его ожидается на уровне 13,5 г/см 3 , что выше плотности свинца и несколько меньше плотности ртути. Расчетная температура плавления московия ожидается около 400 °C, то есть он должен быть несколько менее легкоплавким, чем висмут.
Галлий
Галлий был предсказан Дмитрием Менделеевым до его открытия. При создании периодической таблицы химических элементов Менделеев на основе ранеее открытого периодического закона оставил в таблице вакантные места для третьей группы неизвестных элементов.
Галлий же был открыт, выделен и изучен в виде простого вещества французским химиком Полем Эмилем Лекоком де Буабодраном. Это произошло 20 сентября 1875 года.
Этот элемент является постпереходным металлом, перекрывающим промежуток между переходными металлами и металлоидами, и поэтому имеет тенденцию быть мягче с низкой электропроводностью, чем переходные металлы.
Галлий имеет температуру плавления в 29,7 ° С, в то время как его температура кипения находится на уровне около 2204 ° С, что делает этот металл элементом с самым высоким соотношением температуры кипения и температуры плавления.
Он менее токсичен, чем ртуть, поэтому является более экологически чистым выбором для высокотемпературного термометра.
Жидкий галлий расширяется на 3,1 процента при затвердевании.
Жидкий галлий очень легко охлаждается.
Водород
Многие химические элементы каждый по-своему удивителен и уникален. Например, уран способен к массовому разрушению, цезий (читайте о нем выше) имеет крутой эффект взрыва при контакте с водой, а галлий обладает очень низкой температурой плавления и не такой вредный, как ртуть.
Но это всего лишь цветочки по сравнению с настоящим безумным элементом периодической таблицы Менделеева. Один элемент намного, намного более удивительный, чем любой в этой таблице, – речь идет о невероятном водороде. Вот лишь некоторые из уникальных свойств водорода.
Это основной компонент звезд во Вселенной – солнечных гигантских огненных шаров с невероятным количеством энергии. Вы только вдумайтесь: 0,0000066% энергии нашего Солнца питает всю Землю.
Водород стоит за созданием всех других элементов. Этот элемент самый распространенный во Вселенной. От всей барионной массы водород во Вселенной составляет 75 процентов. Звезды чаще всего состоят из водородной плазмы. По сути, без водорода не было бы ничего.
Вы наверняка еще со школы помните, что водород является компонентом воды. А вода именно та вещь, из чего состоят практически большинство всех живых существ на нашей планете.
Также некоторые спирты в значительной степени зависят от водорода. Да-да, речь идет о знакомом нам этаноле (алкоголе), который может затуманить нам мозг на какой-нибудь вечеринке.
На самом деле есть безумное количество вещей, за которыми стоит водород. Включая каждого из нас. То есть без водорода не было бы и нас.
Хотите узнать, на что способен чистый водород? Тогда посмотрите на аварию дирижабля Гинденбург. Это была настоящая трагедия, виной которой был безумный водород.
Водород особняком стоит в периодической таблице химических элементов. Он изолирован от любого другого элемента и является единственным элементом, который не имеет ни одного нейтрона.
Если вы хотите игрушку, тогда используйте галлий. Это очень весело. Но если вы хотите почувствовать вкус настоящего безумия, ни один элемент не может быть более безумным, чем всем знакомый водород. Да, для всех нас водород – знакомый всем элемент, но это не меняет его свойства.
Источник
Учёные нашли самый прочный материал во Вселенной?
Выясняется, что самый прочный материал во Вселенной это не сталь, не графен, и даже не вымышленный вибраниум. Это… Макароны?
Ядерные макароны! Так будет точнее. Ладно, шутки в сторону. Это не те макароны, которые едят. Это материал, плотность которого настолько высока, что он приблизительно в 10 миллиардов раз твёрже стали. Но учёные действительно назвали его в честь любимого многими мучного изделия.
Это вещество находится внутри нейтронных звёзд — космических объектов, образующихся после взрывов сверхновых. По сути это скромные остатки взорвавшейся звезды, её выгоревшее ядро — очень плотное, коллапсировавшее под собственным весом, около 20 километров в диаметре. Внутри этого объекта настолько тесно, что некоторые электроны и протоны спрессовываются в нейтроны. Отсюда, собственно, и название — нейтронная звезда. Одна чайная ложка вещества этого небесного тела будет весить около миллиарда тонн. Поэтому попытайтесь представить, что вы найдёте, если углубитесь в него, скажем, на один километр.
Одно из недавних научных исследований было посвящено именно этому вопросу. Учёные провели компьютерные симуляции, которые показали, что под воздействием гигантского давления вещество звезды сплетается в уникальные сочетания, напоминающие те или иные макаронные изделия. Это и клёцки, похожие на небольшие шарики, и их противоположность — анти клёцки, которые тоже, в сущности, выглядят как комочки. Длинные струнообразные трубки напоминают спагетти. Естественно, есть и анти спагетти. Картину дополняют лазанья и вафли. Последние вроде как не относятся к макаронам, но мы ведь закроем на это глаза?
В земных условиях проверить результаты этого компьютерного моделирования невозможно. Мы просто не в состоянии создать такое высокое давление, которое, в свою очередь, спрессовало бы тот или иной материал до такой невообразимой плотности. Ранее, в ходе другого исследования, было продемонстрировано, что и поверхность нейтронной звезды обладает крайне высокой прочностью, но ядерные макароны, находящиеся в глубине, всё же прочнее.
Почему это важно? Потому что нейтронные звёзды вращаются. Взрыв сверхмассивной звезды, которая впоследствии становится нейтронной, придаёт всей системе вращение, а когда остатки светила коллапсируют, всё начинает вращаться ещё быстрее. Это означает, что объект излучает гравитационные волны — это нечто вроде ряби в пространстве-времени, которую мы научились обнаруживать здесь, на Земле. И в этом случае становятся важны ядерные макароны, о которых мы сегодня рассказываем. Нейтронные звёзды будут испускать гравитационные волны, только если на их поверхности есть некоторые неровности.
Эксперты соответствующего профиля называют бугры на этих небесных телах «горами», даже если они имеют высоту всего лишь в несколько сантиметров. Неровности на поверхности могут появляться вследствие неких уплотнений сверхплотного вещества, находящегося в глубине звезды. По описанию похоже на клёцки, не правда ли? Таким образом, если ядерные макароны существуют в том виде, который проявился перед учёными в результате компьютерной симуляции, то нейтронные звёзды испускают гравитационные волны постоянно, безостановочно.
Это тот случай, когда может произойти счастливая встреча непосредственных научных наблюдений и теоретического моделирования. Различные виды ядерных макарон, спрогнозированные компьютером, могут быть причиной гравитационного излучения нейтронных звёзд. Учёные считают, что «горы» на их поверхности должны быть довольно крупными (по меркам этого типа звёзд, естественно), чтобы генерировать гравитационные волны, которые мы сможем засечь. То, что учёные выяснили о природе ядерных макарон, указывает на возможность создания ими гор до нескольких десятков сантиметров в высоту, и этого достаточно, чтобы мы могли обнаружить нейтронные звёзды с помощью уже имеющегося в нашем распоряжении оборудования, например LIGO (лазерно-интерферометрическая гравитационно-волновая обсерватория).
В свою очередь, непосредственные наблюдения за гравитационными волнами нейтронных звёзд могут экспериментально подтвердить существование ядерных макарон — которые, как мы совсем недавно узнали, являются самым прочным материалом во всей Вселенной.
Источник