Tohle zní bláznivě. Šíleně. Přinejmenším kontroverzně. Ale je za tím solidní studie ve slušně impaktovaném časopisu, takže to minimálně stojí za řeč. Uvidíme, jak se to bude vyvíjet. Tenhle pozoruhodný příběh se točí kolem planetek Sluneční soustavy, které mají problém s hustotou. Respektive jsou tak superhusté, že by mohly obsahovat chemické prvky, které zatím ještě ani oficiálně nejsou v periodické soustavě.
Badatele americké University of Arizona, které vedl fyzik Johann Rafelski, podle jejich slov motivoval podivuhodný fenomén CUDO (Compact Ultradense Objects). Jde o kompaktní objekty Sluneční soustavy s absurdní hustotou, která převyšuje hustotu osmia. Osmium je přitom s hustotou 22,587 g/cm3 nejhustším ze všech přirozeně se vyskytujících prvků.
Mezi astronomy je veřejným tajemstvím, že hustota některých planetek, pokud ji samozřejmě určujeme na dálku správně, přesahuje hustotu osmia. Je tedy na místě otázka, co, proboha, tato tělesa vlastně obsahují? Za pozornost stojí zejména planetka (33) Polyhymnia z hlavního pásu planetek. Její průměr je cca 62 kilometrů a její absurdní hustota značně přesahuje zmíněnou hodnotu pro osmium. Klidně je možné mluvit o CUDO objektu s neznámým složením.
Rafelski s kolegy se zaměřili na vlastnosti chemických prvků, které mají hustotu vyšší než osmium. V přírodě se obvykle nevyskytují, ale můžeme je vyrobit, i když jsou velice nestabilní. V současnosti je nejhustším prvkem ze všech, které jsou oficiálně v periodické tabulce, populární oganesson s protonovým číslem (Z) 118.
Badatelé použili Thomasův-Fermiho relativistický model atomu a odhadovali hustotu transuranů, které už jsou v periodické tabulce, v tomto případě prvků s protonovým číslem 110 a vyšším. Zjistili ovšem, že ani tyto prvky, i kdyby nakrásně dlouhodobě stabilně existovaly v CUDO objektech, nevysvětlí pozorovanou hustotu planetky Polyhymnia.
Ve hře jsou ale ještě takzvané ostrovy stability. Podle některých předpovědí, se na periferii periodické tabulky, v oblasti kolem protonového čísla 164 ukrývají prvky, které by teoreticky mohly být velmi stabilní a tudíž představitelné v útrobách planetky Polyhymnia. Rafelski a spol. odhadují, že by tyto prvky mohly mít hustotu někde mezi 36 a 68,4 g/cm3. Pokud platí, že jsou stabilní, třeba by na Polyhymnii mohly opravdu být.
Tohle je fantastické a vzrušující. I kdyby se nakonec ukázalo, že je to celé hloupost a že jenom neumíme určovat hustotu planetek, samotná tahle představa by mohla silně motivovat průzkum Sluneční soustavy i rozvoj těžby ve vesmíru. Představte si, že by tohle někdo vydoloval a přivezl na Zemi!
Video: What is OGANESSON - Explained In 1 Minute
Video: Osmium - The DENSEST Metal On Earth!
Literatura
Jak se produkují a studují supertěžké prvky
Autor: Vladimír Wagner (28.01.2016)
Je podivná hvězda reálným ostrovem stability supertěžkých prvků?
Autor: Stanislav Mihulka (26.03.2017)
Továrna na produkci supertěžkých prvků
Autor: Pavel Kohout (13.08.2020)
Novinky ve studiu velmi těžkých a supertěžkých prvků
Autor: Vladimír Wagner (08.05.2021)
Diskuze:
Ale ved
Michal Varga,2023-10-15 23:32:09
Ale ved kludne moze byt ta planetka zo zeleza a zaroven vyplnena temnou hmotou. Klasicka a temna hmota mozu obyvat rovnaky priestor, cize vysoka namerana hustota by bola iba ich suctom.
Re: Ale ved
Josef Hrncirik,2023-10-19 10:30:16
Jedná se o 50% hm. směs černoděru a o hustotě 78 g/ml. Jakmile AI střežící tento státní poklad býv. spoj. st. Marť. detegovala ošahávání pokladu paprskem radaru Planetary Defence s.r.o., okamžitě přesným laserovým papršlekem 1.X.2020 přepálila značně zkorodované závěsné lano paraboly radaru v Arecibu a tím Planetary Defence s.r.o. vlastně vypíchla voko.
Martovo poněkud nadkritické množství eka eka osmia tedy ještě nebylo jednoznačně odhaleno a vyplítváno (plivati) v žábomyších terestivkých WW.
The Arecibo's S-band (2.38 GHz, 12.6 cm, 1 MW) planetary radar system in Puerto Rico was the most powerful and sensitive planetary radar facility in the world, and since the unfortunate collapse of the 305-m William E. Gordon telescope platform on December 01, 2020, there are currently no other facilities with comparable capabilities. The most powerful remaining planetary radar system is the Goldstone Solar System Radar in California, which is about 15 times less sensitive than the former Arecibo system [1].
Re: Re: Ale ved sú aj malé kúsočky šchrotu!
Josef Hrncirik,2023-10-19 11:14:23
britannica.com/science/meteorite/The-ages-of-meteorites-and-their-components
Iron meteorites consist almost entirely of siderophile (iron-loving) elements like nickel and cobalt, which readily dissolve in metallic iron, and chalcophile (sulfur-loving) elements like copper and silver. Most irons contain ~90% iron, 5–10% nickel, 0.4–0.6% cobalt, 0.1–0.5% phosphorus, 0.1–2 wt.
Šeedesátitunový meteorit Hoba je tabulovité kovové těleso. Měří 2,7 m na délku, stejně tolik na šířku a je vysoký téměř jeden metr (0,9 m). Vědcům se dokonce podařilo zjistit i stáří meteoritu, které se odhaduje na 190 až 410 milionů let
I když v roce 1920 byla jeho hmotnost odhadována na 66 tun, eroze, vědecké odběry vzorků a v nemalé míře i vandalismus v průběhu let jeho hmotnost zmenšily na dnešních 64 tun.
Meteorit je, jak jsme již řekli, složen z feroniklu, a skládá se z přibližně 84 % železa a 16 % niklu, jeho součástí je rovněž kobalt ,cca 0% z implantátů a identifikačních psích známek.
hmotnost meteoritu 64 tun přesně odpovídá tanku Abrams
Josef Hrncirik,2023-10-19 11:21:55
V nemalé míře vandalisovaných v průběhu let přetavením na rádla zápalnými granáty Wagnerovských band.
Re: Potřebujete se podívat durch skrze překážející Abrams?
Josef Hrncirik,2023-10-19 12:10:28
J. Rafelski, L. Labun, J. Birrell, Compact ultradense matter impactors. Phys. Rev. Lett. 110, 111102 (2013)
U238 impaktory mají ? cca o 30% hlubší průnik do Fe pancíře, při prakticky stejné hustotě, kupodivu ale i při menší tvrdosti, pevnosti i modulu než má W.
Možným vysvětlením? je, že v oblasti kontaktu se tvoří málo odolné eutektikum b.t. cca 650°C 30% hm. Fe (mazivo, tavidlo-leptadlo, zaostřovadlo.. . To nejde s jiným kovem penetrátoru, určitě ne s W, Os, Pt...
hustota a rel. atomová hmotnost
Florian Stanislav,2023-10-14 19:35:41
Hustota závisí zvláště na krystalické struktuře, atomové relat. hmotnosti a atomovém poloměru.
Plutonium relativní atomová hmotnost 244, atomový poloměr 150 pm, 6 krystalových modifikací,
hustota podle teploty má 7 možností od 19 816 kg/m3 po 16 200 kg/m3.
Osmium - relativní atomová hmotnost 190,23. Atomový poloměr 135 pm. Hustota 22 590 kg/m3
Poměr rel. atomová hmotnost/atomový poloměr nevypovídá moc o hustotě
Osmium 190/135 =1,4
Plutonium 244/150 =1,63.
Měď . Hustota 8 940 kg/m3 . Relativní atomová hmotnost 63,5, atomový poloměr 128 pm, poměr 63,5/128 =0,496
Závěr :
očekávaná představa, že případně existující supertěžký prvek musí mít velkou hustotu, je
hodně nejistá.
Radon
Relativní atomová hmotnost 222
Kovalentní poloměr 150 pm
Hustota 9 730 kg/m3
118 oganesson
"Očekává se, že jeho vlastnosti budou podobné jako vlastnosti lehčích vzácných plynů,[pozn. 1] a bude to tedy druhý radioaktivní plyn."
Re: hustota a rel. atomová hmotnost
D@1imi1 Hrušk@,2023-10-14 22:47:22
Poloměr je jednorozměrná hodnota, ale hustota se počítá z objemu a ten je trojrozměrný. Takže byste musel poměřovat relativní atomovou hmotnost se třetí mocninou atomového poloměru. Potom už ty poměry mnohem lépe odpovídají reálným hustotám:
Osmium: 7,7E-5
Plutonium: 7,2E-5
Měď: 3,0E-5
Pořadí odpovídá pořadí hustot. Samozřejmě to není přesně úměrné, protože, jak píšete, závisí také na krystalové struktuře a druhu atomových vazeb.
Radon je plyn a hustotu má 9,73kg/m3.
Re: Re: hustota a rel. atomová hmotnost
Florian Stanislav,2023-10-15 00:45:56
Ano, relativní atomová hmotnost/třetí mocnina atomového poloměru asi vypovídá lépe.
Radon. Našel jsem atomový poloměr 120 pm. Rel.atomová hmotnost 222.
Pak
Osmium: 7,7E-5
Plutonium: 7,2E-5
Měď: 3,0E-5
Radon 1,28E-4 a je to plyn, hustota je jak píšete 9,73kg/m3..Víc jak 1000x méně jak u těžkých kovů.
Takže závěr pořád skoro stejný- z relativní atomové hmotnosti vzhledem k hustotě neplyne toho moc. Stabilní prvek s vysokou relativní atomovou hmotností znám není, jeho vlastnosti a vztah k hustotě tudíž taky ne.
Hustota
Tomáš Petrásek,2023-10-13 00:01:01
Kde se vzala čísla pro hustotu planetky? Hustota se počítá z velikosti a hmotnosti. Hmotnost lze určit z gravitačního působení na jiná tělesa, pokud tato planetka nemá měsíc, nebo kolem ní neproletěla sonda, budou ty efekty malé a tedy problematicky měřitelné. Tvar planetky patrně nikdo přímo neviděl (je moc malá), takže velikost bude zřejmě počítaná na základě jasnosti ve viditelném a infračerveném světle. Nechť mě případní profesionální astronomové opraví, ale prostoru pro chybu měření či výpočtu zde vidím dost. Jasně že exotická hmota by byla zajímavější.
Re: Hustota
Josef Hrncirik,2023-10-13 08:18:12
Pro útok a obranu při ústupu nutně potřebujeme obohatit se o ochuzené transurany.
Re: Re: Hustota
Petr Galipoli,2023-10-14 10:51:14
nebo o o boha cenné transurany ... to podle toho, jak se naplánuje použití. A coý teprve, pokud by šlo o cis urany....
Re: Re: Re: Re: Hustota
Josef Hrncirik,2023-10-15 10:48:25
Do Boha Jeho Vy 1 = dinnego!
Jde Jim jen o těžké+tvrdé coýns!!
Za 10% zisku z Os prodají na stojato i celou planetku.
Elon kupuje na futures na půjčku bez zálohy celou planetu z kovu 45x lehčího než Os!
They trust in od Boha cenné transurany. A coýns netřeba, pokud by šlo o cis urany odpalované cis nebinárními vojíny či AI.
ještě nikdy neslyšelyi o slušovické červené rtuti!!!
Re: Hustota
Vojtěch Kocián,2023-10-13 11:11:06
Spočítali hmotnost z vlivu na okolní tělesa (aspoň dle Wikipedie, odkazovaný článek není veřejně přístupný). Polyhymnia není úplně malá a tak asi nějaký měřitelný vliv mít bude. Chyba měření však bude obrovská. V současné době už je možné do pásu asteroidů poslat sondu. Nějaké jsou už ve vývoji a jedna má shodou okolností startovat právě dnes také k "hodně husté" planetce Psyche, kterou pravděpodobně tvoří z velké části kovy. Pokud bude zájem, mělo být možné hmotnost, rozměry a tím i hustotu ověřit i u Polyhymnie. Případně se sondou vyslat i penetrátor nebo dokonce přistávací modul.
Re: Re: Hustota
Josef Hrncirik,2023-10-19 11:41:24
Data z těsného průletu sondy jsou nejpřesnější.
Nejlepší pozemská data vyžadují vhodnou polohu (opozici) na kterou nutno ev. dlouho čekat a pokud možno viditelné přirozené oběžnice objektu.
Re: Hustota
Jan Přibyl,2023-10-13 23:40:59
Velikost se pocita z magnitudy (tu zmerime jednoduse) a z predpokladane odrazivosti povrchu. Tady je problem. Staci, aby povrch odrazel mene, nez jsme predpokladali a tim padem musi byt vetsi, aby odpovidala magnituda. A hned vyjde hustota jinak.
čierne diery
Martin Smatana,2023-10-12 22:32:20
A možno sú to pozostatky čiernych dier, ktoré sa zmenšili v dôsledku Hawkingovho žiarenia, ale zachovali si takmer pôvodnú hustotu :)
Vznik
Mintaka Earthian,2023-10-12 20:22:10
Hned bych to nezavrhoval.
Možná existuje specifický způsob vzniku shluku takového materiálu, který vylučuje jeho existenci v Zemské kůře.
Nedá se ze spektra zjistit něco víc?
Tady by k tomu mohli něco mít, ale je to placené:
https://www.researchgate.net/publication/252692615_33_Polyhymnia_CCD_Spectrum
Re: Vznik
Pavel Kohout,2023-10-15 11:34:34
Problém je, že jestli prvky na ostrovu stability existují, tak jejich poločas rozpadu bude maximálně miliony let. Jinak bychom je totiž dávno objevili i na zemi. Pokud se nějaké někdy podaří identifikovat ve vesmíru, bude to v mračnech po výbuchu supernovy, ne v planetce. Taková planetka, i pokud by vznikla velmi rychle z mračna po výbuchu supernovy, tak by do sluneční soustavy musela nějak doletět a to by trvalo ty miliony let, takže by se většina supertěžkých prvků v ní rozpadla, takže by jejich vliv na hustotu planetky byl zanedbatelný. Spíš to vidím na chybu měření.
Stabilita
Martin Hroch,2023-10-12 20:03:06
Jako laika mne napadá jaký vliv na stabilitu těchto prvků může teoreticky mít teplo?
Tedy zdali nějaké prvky o této hustotě mohou existovat, ale vlivem teploty se začínají rychle rozpadat na jiné prvky?
Což by vysvětlovalo proč takové prvky nenalezneme na zemi ani v bližším okolí, kde jsme schopni lepší detekce.
Re: Re: Stabilita
Martin Hroch,2023-10-15 18:13:11
Opravdu?
Měl jsem za to, že vysoké teploty se využívají při termojaderných reakcích.
Tedy nějaký vliv tam asi bude.
Zároveň velice nízkých teplot se využívá pro supravodiče a jiné věci.
Jako laik mám za to, že s zvyšující se absencí tepla se "pohyb" v atomu snižuje.
A naopak při vyoské teplotě se pohyb zvyšuje.
Z čehož vychází má doměnka, že při teplotě kolem absolutní nuly by některé prvky mohly být stabilnější než při teplotě vyšší.
Re: Re: Re: Stabilita
Pavel Z,2023-10-17 08:56:04
Do určité míry máte pravdu, ale při termojaderných reakcích se slučují (v drtivé většině) velmi lehké prvky - vodík, helium, lithium, v extrémních podmínkách starých hvězd pak je limitem železo - kterého je pak díky stáří vesmíru poměrně hodně.
Pro dané podmínky planetky ale pravdu nemáte: nízké teploty (a to nízké je pod pár milionů Kelvinů) nemají na jadernou stabilitu vliv, a rozhodně ne pro cokoli těžšího než železo.
V tokamaku je okolo 150 milionů Kelvinů, aby slučování těch nejvhodnějších atomů jakž takž jelo.
Teplota pod uvedený extrémně vysoký limit má vliv na fyzikálně-chemické reakce, a to na - jak správně uvádíte - pohyb atomu/molekul/iontů ap. Jádro ale ovlivněno není.
Je to opravdu spíše nesmysl
Vladimír Wagner,2023-10-12 16:59:48
Zásadním problémem této teorie je, že v případě, že by tyto prvky měly dostatečně dlouhou dobu života, aby byly v masivním množství (ovlivňujícím hustotu planetky) ve Sluneční soustavě, tak bychom je museli už dávno najít. Na Zemi i v různých vzorcích by se musely nacházet. Třeba ve velmi malých, ale v každém případě dostatečných množstvích pro jejich identifikaci. Supertěžké prvky se v přírodě hledaly. A právě to, že se nenašly, ukazuje, že jejich doby života jsou kratší, než je existence Sluneční soustavy.
Jak je vidět i na případu osmia, látkami s nejvyšší hustotou nemusí obsahovat ty nejtěžší prvky. Určování hustoty planetek je poměrně náročnou záležitostí a výsledky mívají značnou nejistotu. Prezentovaná hypotéza je tak úplně mimo Occamovu břitvu.
Re: Je to opravdu spíše nesmysl
Petr Petr,2023-10-12 19:41:06
Nesmysl je i temná hmota (ve Sluneční soustavě není, ale má dominovat).
Je možné, že by se hustší hmota v Zemi časem probublala dolů, takže by se tu nenachátela. Ale co meteority...
Hmotností spektrometry by ji objevily, ale lze to interpretovat molekulami...
Re: Re: Je to opravdu spíše nesmysl
Martin Novák2,2023-10-13 10:03:25
Zrovna temná hmota je spíš pišvejcova konstanta a existují i konkurenční teorie které ji nepotřebují, jako MOND. Už to že temná hmota by měla podléhat gravitaci ale zároveň tvořit halo na okraji galaxie větší než určitá velikost je podezřelé.
Re: Re: Re: Je to opravdu spíše nesmysl
Vladimír Wagner,2023-10-13 13:06:44
Na tom, že temná hmota má jiné rozložení v galaxii, než normální hmota a neubývá tak rychle se vzdáleností od jejího centra než normální hmota, je přirozené. Neinteraguje elektromagneticky, pouze gravitačně. A právě elektromagnetická interakce má velmi významný vliv na rozložení normální hmoty v galaxii. U MOND je problém, že jde o nerelativistickou teorii (modifikace klasické Newtonovi teorie) a nevysvětlí řadu jevů, které jsou s fenoménem označovaným jako temná hmota spojeny (třeba ty, které vznikají při srážkách kup galaxií). Takový rozsáhlý populární přehled o této problematice jsem napsal pro Osla už téměř před deseti lety: https://www.osel.cz/7414-co-vsechno-jiz-vime-o-temne-hmote.html .
Re: Re: Je to opravdu spíše nesmysl
Vladimír Wagner,2023-10-13 13:12:13
Vzhledem k tomu, že supertěžké prvky jsou klasickou hmotou a interagují stejnými interakcemi, tak by se musely dát identifikovat. Třeba těmi hmotnostními spektrometry, ale jsou i jiné chemické a fyzikální metody.
Temná hmota je něco jiného. Ta interaguje pouze gravitačně a případně dalšími extrémně slabými interakcemi. Takže, i když se třeba ve Sluneční soustavě vyskytuje ve velmi velkém množství, tak nemusí být našimi dostupnými metodikami detekovatelná.
Re: Re: Re: Je to opravdu spíše nesmysl
Martin Novák2,2023-10-14 11:00:52
Pokud se temná hmota vyskytuje ve sluneční soustavě ve velkém množství (mnohonásobek baryonové hmoty) a současně reaguje gravitačně tak by měla silně ovlivňovat dráhy planet, hlavně vnějších planet. Neslyšel jsem že by se tak dělo :-)
Pokud vím tak působení "temné hmoty" bylo pozorováno na okraji galaxií, ale sluneční soustava se tváří jako by v ní žádná temná hmota nebyla.
Re: Re: Re: Re: Je to opravdu spíše nesmysl
Vladimír Wagner,2023-10-14 11:40:36
Pane Nováku, podstatné je v tomto případě rozložení normální hmoty a temné hmoty. To, že se vliv temné hmoty projevuje nejvíce na okraji galaxií (Galaxie), není dáno tím, že by v centrálních oblastech temná hmota nebyla, ale tím, že hustota normální hmoty klesá mnohem rychleji se vzdáleností od středu Galaxie. Takže i v naší Sluneční soustavě je (pokud opravdu stojí za pozorovanými projevy) výskyt temné hmoty poměrně vysoký, ale je rozložena homogenně a nemůže tak pohyb planet ve Sluneční soustavě ovlivňovat.
Diskuze je otevřená pouze 7dní od zvěřejnění příspěvku nebo na povolení redakce
