会有地球人不认识的元素存在吗?

看科幻片,经常看到剧中人物惊呼:我们不认识!这不是地球上的物质!
感觉这话把元素周期表说得羞于见人啊,会有这种东西存在吗?顶多是地球上的微量元素是他星的常见元素,或者是某种合金而已吧?
求解

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27个答案
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傅里叶变黄油猫软件工程师,应用数学专业

2013-02-26 16:50

科幻片中说突然发现新元素的情节都不靠谱。除非目前的物理学被很大程度地推翻,否则不可能发现“不属于地球的新元素”这种事情。

按照目前的理论,不同元素的区别是原子核中的质子个数不同。虽然理论上原子核质子数可以无穷大,但质子数较大的原子核不稳定,很快就发生核裂变或Alpha衰变成较轻(质子数较少)的元素,不大可能在大自然中找到。因此,元素周期表上1-118号元素中,99号以上都是人工合成的。例如目前合成最重元素118号元素Uuo,半衰期约千分之一秒,合成出来后平均0.0014秒就会消失。比118更重的元素的半衰期只会更短。

(zhailingzy兄台提醒)根据稳定岛理论,因核子数变化呈现原子核稳定性的周期性变化,因此118之后的元素仍可能存在较稳定的元素,但这个理论的效应只能让这些元素比前后的元素“略稳定”,例如预言中126号元素较稳定,那表示它比125和127都更稳定,但仍不可能有1秒以上的半衰期,而在大自然中能发现的元素,【最稳定同位素】的半衰期都必须超过一个世纪(除非以衰变链上一环的形式少量存在,但这对超重元素也没什么意义)。

所以:自然界中能找到的元素早就被找到了,新元素都只能通过合成得出,不可能稳定存在,不可能在大自然(包括地球外)中找到。

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Steed专业级业余天文爱好者

2013-02-27 14:26

如果严格按照现代化学中对“元素”的定义来说的话,@Ethan_Lau 的回答已经非常靠谱了。不过如果只是说“物质”或者“材料”的话,宇宙中确实存在不少我们地球上至少现在还未曾见过的东西。
举个简单的例子,大质量恒星发生超新星爆炸后留下的残骸,可能会是一颗中子星。这种直径大约10千米的致密天体,质量可以达到太阳的好几倍,完全靠一种叫做“中子简并压”的力量与强大的引力相抗衡。中子星上的物质几乎完全由中子构成,1立方厘米的中子星物质可以重达上亿吨,密度与原子核相当。所以,如果外星人亮出中子星物质的话,地球人惊呼“我们不认识”,也是可以理解的。印象里,《三体》系列中三体人的“水滴”,就是用这种物质制造的。修正,经@你懂个卵 提醒,果然印象有错:《三体》里的水滴是“强相互作用力材料”做的……

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yaodi乘法口诀表背诵比较熟练

2013-02-28 21:51

可能有,例如负质子组成的反物质元素。

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新元素出现的可能性不大,但是不排除会有地球人没发现的新材料,比如同是碳元素组成的石墨烯之类,就是例子

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只由质子和中子组成原子核的元素物质,一定会在周期表中。所以如果是只由质子和中子组成的元素,那确实没有新元素了。

但,如果有第三种基本粒子参与进来呢。假设这种与质子中子类似的核子命名为S子,他也能参与到原子核的组合中。那么确实会有新元素了,因为我们目前的所知元素都只是S子数为零的情况。

只看质子数,现有的周期表是一维的,考虑同位素(中子数),那周期表就是二维的。加上S子,周期表就是三维的了。现有周期表其实是S子数为零的子表,S子数为1、2,直到为n应该分别有张子表才是。

进一步猜测,质子可以单独形成原子,中子依赖质子来组队,这个S子说不定也要质子和中子达到一定数量才能参与组合。所以极有可能,超高序号的原子之所以不稳定,就是S子不存在的缘故。如果有S子参与,也许就有稳定的512号元素什么的了。

大概推想就是这样喽。

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翻译问题
英文中的“物质”“元素”能指代很多东西,而翻译成中文就变得很局限了
一楼说的个人觉得很完整,但是有点缺乏想象力。并不一定要“推翻”当前的物理法则,仅仅是拓展当前的法则就能得到很多新的东西了

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yhz学物理的IT工程师

2013-02-28 14:51

不过“元素”和“物质”的概念是有点不一样的,标题是“元素”,内容是“物质”。也许lz自己都没弄清楚这两者的区别。
如果是元素或者物理过程的物质:@Steed@​Ethan_Lau 已经解释得差不多了。

如果考虑到不同原子组成的复杂的化学结构,我们在星云中确实发现过一些地球上自然界不存在或者没发现的(有机)分子团。考虑到星云巨大的体积和质量,即便只占极少的比例,其总量也是很庞大的。

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支持者: 浮长川

基本上以初中生的化学素养就能回答这个问题了。不过我还有一个问题:”请问原子核有没有类似化学中的同分异构体现象?“某天晚上我在回忆高中知识的时候想起当原子核复杂到一定程度的时候,必须要用很多的中子提供核子的弱相互作用力(一定尺度上相互吸引)来抵抗质子之间的电磁力(相互排斥),那么中子和质子的微观组合排序有很大的讲究吗?会不会出现电荷数和质量数一样的原子核实际上是不一样的情况?

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@ethan_lau 已经是最好的答案了。。补充一下,之前天文学家发现过一种疑似新元素的东西,最后发现是氧。。

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如果是物质的话可以理解,可以是化合物嘛~元素那基本不可能

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龙沐云大自然的搬运工

2013-04-09 12:06

如以上诸位所说。但是合成出的合金或者聚合物什么的,还是有可能地球上不存在(或者说依人类目前的科技水平是合成不出来)的。

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感觉主要看元素这个词怎么定义了
狭义的话,元素周期表估计是够了。
广义的话,太多东西地球没有……

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同位素应该有很多不知道的……稳定的元素都找完了。

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為什麼感覺文章其實是想説一些未經發現的暗物質?
如果是的話,那的確有很多喲~

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xiaolingjex材料在读生 科学爱好者

2013-05-07 19:20

没见过的矿物倒是一定会有很多。

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如果从专业的角度,如一楼的论证来说,我不是专业人士,不懂反驳。但是要是从哲学来说,存在人类没有发 现的或者说人类不认识的元素,基本上是肯定的。自有人以来,人类都在不断的发现新的,推翻久的!没有什么能一成不变的说:“这个就是这样的”。本着发展的眼光,那一定有人类所不知的!
楼主说道的这个问题,让我想到了“宇宙还有智慧生命吗”这个问题,确实,现在没有发现,所以,我们可以说,尚未发现有智慧生命存在的任何证据,但是,我们不能说,绝对没有智慧生命,毕竟,我们连火星都没有去过,怎么能断言宇宙呢?
而楼主说:“感觉这话把元素周期表说得羞于见人啊”,表示不赞同!一个人水平不够不认识,那自然与周期表无关,一个人没有不认识的周期表上的元素,却还是不认识那个元素,那么,不敢承认自己的不知,那才是羞于见人啊!

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弱弱的说一句:人类不知道的不一定不存在.

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上世纪还有人说:取消专利局吧,反正也没啥好发明的了。

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支持者: 玉米加农炮

元素的问题我有一个设想,在此大胆提出,希望不要见笑,因为我知道果壳有很多专业人士,有的甚至是专业中的顶尖研究人士,我本来就不是专业人士,这个设想只不过脑子里的一闪念而已,非常不成熟,也没有时间和精力进一步思考,碰巧看到这个问题,就与各位讨论一下,(也可能是我脑子短路,根本就没有能够立得住脚的论据)
我的设想是这样的,整个世界(或者说宇宙)最初是由最小原子质量的元素构成的,也就是氢元素,然后在外界环境的作用下(无论是大爆炸也好,还是漫长的演变也好)逐步出现氦,锂铍硼碳等等元素,我猜想当前宇宙中各种物质中元素的数量,应当也有这样一种比例,原子数越小的元素所占比例也越大(这一点请专业人士证实),而宇宙之大,有很多我们无法想像的环境(高磁高压高温等等),我猜想会有新的元素存在,而前面@stead@Ethan_Lau 文中所述半衰期的问题,也许在地球环境下很短,但是在特殊的外界环境下是不是会有所变化从而达到稳定状态?进一步猜想,随着宇宙的演变,还会不断出现新的元素,就好比现在实验室里合成的元素,未来几亿年后(或者在目前宇宙的某个地方)已经稳定地存在.
总的猜想大概就是这样.也不知道有没有明显站不脚的理论错误.

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支持者: 白熊1 玉米加农炮

按照元素周期表的原理(質子數增加)理論上來說只要一個物質原子由質子中子組成,就會出現在周期表中
但是人類現在發現的元素肯定是有一個上限的,也就是說無法填滿無限大的元素周期表
所以有可能出現一個元素,它在地球上不存在,或者它在地球上存在但是我們沒有發現過
所以我們就不可能知道這種元素的名字狀態性質等
也就是 “我們不認識,這不是地球上的物質(在地球上沒發現過)”
只是說的不太嚴謹而已

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支持者: None JIK

1,反物质元素周期表1929年就已经被绘制出来了,但是人类的反物质制造能力有限,大多数反物质元素都没有被发现。比如反物质铀元素,谁见过?

2,非近似正整数原子量元素,目前看来是不太可能。毕竟粒子一个一个摆在那里不容突破。如果用场来代换粒子概念,那就不是那么牢不可破了。也许可以用场的相互作用来取得突破,出现非近似正整数原子量元素,显然这些也不在元素周期表上。

3,多重宇宙假设中,允许存在宇宙基本参数不同的世界。如果不能否定多重宇宙假设,也就没法否定构成那些宇宙的元素。

4, 暗物质相关理论一直在发展。比如重子暗物质就是一个猜想。如果已经设想有重子暗物质,暗物质元素也并非绝无可能。

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支持者: 白熊1

俺虽然是物理盲,但觉得可从逻辑上推导出答案--“存在”,过程如下:

化学元素由粒子物理作用力体系定义,在后者相同的情况下,理论上不存在不认识的元素(高压之下的超重元素,地球上虽然制造不出来,却可以按周期表预先定义命名出来,甚至用计算机模拟出其特性)

于是楼主的问题归结为是否只存在唯一一个粒子作用力体系?

假设宇宙是真实的,不管平行也好,大爆炸也好,必然存在一些分支或环境(黑洞),其粒子物理作用力体系不同与我们所处的环境,假设这个新体系能被我们的体系观察到(比如黑体辐射),那就是说,我们还是会遇到我们所无法定义/认知的物质元素

假设宇宙只是一个攻壳/矩阵/如来上帝程序员设计的游戏,那么所谓粒子物理体系,不过是某个数学公理体系/宇宙常数集合的对应的编码设计而已。
既然数学公理系统可以有很多套不相容的体系并行存在(如欧氏vs黎曼),根据稳定依赖于多元这个设计规律,这个庞大的虚拟游戏当然需要存在不相容的游戏规则体系,否则崩溃是迟早的问题(@先知@Architect )。
所以,当Neo见到黑猫,当李天一遇上公安爆料哥。。。统称见鬼。。。就可以说是遇上了超出认知的粒子体系--不认识的元素

命题得证

第二种偷懒式证明方法:1楼@ethan_lau 的回答非常专业,但根据果壳认知心理定律之“专业人士说可能,那么通常都是真的,无论多么违反直觉;专业人士说一件事不可能,就很大可能是相反的,无论多么难度大”,所以从1楼的回答就可以大致推断出答案:存在

收工走人。。。

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