2022-05-28 17:10:37 来源: 奇趣科学探秘
我们观察到的世界上万事万物实际上是由种类繁多的元素组成的，近段时间以来科学家们按照原子核中质子数目（核电荷数）从小到大的次序为这些元素编好编号，原子序数越靠前的元素重量越大，比如氢原子核中只含有一个质子时，则为1号元素；氦原子核中含有2个质子时，则会出现2号元素；其他依次类推。
这表明我们只要不断增加原子核中质子的数目，便可获得越来越多的重样，科学家就是依据这一原理来人工合成地球上所没有的重样，到目前为止科学家已将118个重样填入元素周期表中，前92个重样为地球上所天然存在，另一些重样为人工合成。
宇宙间最沉重的要素将是几号？
原子核内部始终有两个作用力的竞争，其中一边是质子对质子的电磁力作用，因为质子均带有正电荷，所以这个作用力以斥力形式出现，另一边则是强相互作用力作用，负责把原子核中的核子（质子、中子）牢牢捆绑起来。
尽管强相互作用力为4种基本力之最，但是也存在着弱点，即属于短程力，作用范围仅为10~-15m,电磁力则为长程力，所以原子核中质子数量越多，越容易失稳，达到某一临界值后，强相互作用力将无法对核子进行有效约束，所以该原子核可能出现“衰变”现象。
科学家们以“半衰期”来表示元素衰变所需要的时间，根据这一规律可以得出结论：元素重量越大（原子序数越大），它的“半衰期”越短，当某元素的“半衰期”比我们所能测定的最小时间间隔要小，那么我们便能认为该元素并不存在了，从而可以认为元素周期表已经结束了。
但是，各要素的“半衰期”不一定服从这一定律，物理学家玛丽亚。格佩特。梅耶对这一问题进行了研究。她发现，在一些原子里存在着一种奇特的现象：随着时间的推移，原子的数目会越来越少，而其质量却越来越大。梅耶（Maria Goeppert Mayer）在实验上观测到当原子核内质子（或中子）数目与一些具体数相等时核的“半衰期”会变长，并把这些数称为“幻数”。
玛丽亚。
格佩特。 梅耶
当前公认的“幻数”是由2, 8, 20, 28, 50, 82, 126七个数组成，而在地球上比较稳定的氦，氧，钙，镍，锡和铅元素中质子（即中子）数分别对应着前六个“幻数”.基于此现象化学家格伦提出。 西奥多。 普里高津认为：在宇宙空间中最轻的元素应该是氢和氦；而最重的元素应该是镁和铜。他还进一步解释说：“氢原子比氦原子轻得多。 西博格（Glenn Theodore Seaborg）曾提出“稳定岛理论”，指出宇宙间最沉重的要素应是质子（或中子）数126。
格伦。
西奥多。 西博格
值得一说的是，从事“稳定岛理论”研究的科学家们随后提出了可能出现的较大“幻数”——138, 154, 164，然而这些幻数并未被科学界广泛接受。
但是，“稳定岛理论”似乎只是考虑原子核而没有考虑电子，一般来说，原子核中质子个数越多，它所带正电荷越多，原子核和电子所受到的电磁力越强，此时电子移动得越快，而且离原子核越近，电子移动得越慢。
按照“玻尔模型”， 1s轨道电子速度计算公式是：v=Z α c.式中, Z是原子序数, α是“精细结构常数”（它的值大约是137的1/3）, c是光速，根据这一公式可以推算出当一个原子序数达到137后，它在1s轨道上的电子速度将达到光速，众所周知，没有一个粒子是有质量的，它不能达到甚至超过光速，电子自然也不能例外，所以可以认为宇宙中最重元素的原子序数一定在137以下。
也有科学家提出，在电子运动速度较高时，应考虑相对论效应，“玻尔模型”公式则未予以考虑，所以应以量子力学与狭义相对论相结合的“狄拉克方程”加以描述。
据“狄拉克方程”叙述，原子原子序数超过172时会出现很奇特的情况，表现为若原子1s亚层内不存在电子，则它原子核内的电场在真空中将一对正负电子"抓住",再"丢弃"正电子而保留电子于此，换一句话说，这类原子绝不会彻底电离。 而在我们的太阳系里面，也有一种叫做172号元素的元素。它的质量比太阳小得多，但却有着和太阳一样大的能量，而且还可以发射X射线等射线。这是什么呢？ 显然，这一要素应不会出现，所以在这一点上，宇宙间最严重的要素当属172号要素。
简要概括起来，就各个方面而言，元素周期表应该已经结束了，但是关于“宇宙间最严重的元素将为几号”，我们至今仍处于理论推测阶段，究竟如何，仍需科学家继续探究。
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