元素周期表是一種將所有已知的元素按照它們的原子序數(shù)（即原子核中的質(zhì)子數(shù)）和化學(xué)性質(zhì)分類(lèi)的方法。目前，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了118種元素，其中最后四種是在2016年被國(guó)際純粹與應(yīng)用化學(xué)聯(lián)合會(huì)（IUPAC）正式命名的。

這些元素的原子序數(shù)從1增加到118，它們的原子質(zhì)量（即原子核中的質(zhì)子和中子的總數(shù)）也隨之增加。元素的原子質(zhì)量決定了它的質(zhì)量，而原子序數(shù)決定了它的電荷。這兩個(gè)因素都會(huì)影響元素的密度，即單位體積的質(zhì)量。

一般來(lái)說(shuō)，元素的密度隨著它們的原子質(zhì)量增加而增加，這是因?yàn)樵雍嗽街兀又g的距離越近。但是，這并不是一個(gè)絕對(duì)的規(guī)律，因?yàn)樵拥慕Y(jié)構(gòu)也會(huì)影響它們的密度。例如，當(dāng)原子核中的質(zhì)子過(guò)多時(shí)，它們之間的斥力——庫(kù)侖力，會(huì)使原子核變得不穩(wěn)定，從而發(fā)生衰變，釋放出能量。

一些重元素是放射性的，它們的半衰期很短，即它們衰變的速度很快。這些元素通常不能在自然界中找到，而是通過(guò)人工的方式制造出來(lái)，例如在加速器中用輕元素的原子核轟擊重元素的原子核，或者用中子轟擊重元素的原子核，使其吸收中子并增加原子質(zhì)量。這些方法可以產(chǎn)生一些超重元素，即原子序數(shù)大于104的元素，但是它們的壽命很短，只有幾微秒或更短，因此它們只能用于科學(xué)研究，而不能用于實(shí)際應(yīng)用。

那么，是否存在一些超重元素，它們的原子核是穩(wěn)定的，或者至少是相對(duì)穩(wěn)定的，能夠存在足夠長(zhǎng)的時(shí)間，以便我們可以觀察和利用它們呢？答案是，可能有。一些理論預(yù)測(cè)，當(dāng)原子序數(shù)達(dá)到一定的值時(shí)，原子核的結(jié)構(gòu)會(huì)發(fā)生變化，形成一些特殊的形狀，例如球形、橢球形、環(huán)形或雙峰形，這些形狀可以使原子核的能量降低，從而增加它們的穩(wěn)定性。

這些特殊的原子核被稱(chēng)為“超重核”，它們可能存在于一些“核穩(wěn)定島”中，即一些具有特定的原子序數(shù)和原子質(zhì)量的區(qū)域，其中最有名的一個(gè)是在原子序數(shù)為164左右的地方。這些超重核的密度可能非常高，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)我們已知的任何元素的密度。例如，最穩(wěn)定的元素是鋨（原子序數(shù)為76），它的密度為22.59 g/cm3，大約是鉛的兩倍。而一些超重核的密度可能高達(dá)40 g/cm3或更高。

那么，這些超重核是否真的存在呢？如果存在，我們?nèi)绾握业剿鼈兡兀磕壳埃覀冞€沒(méi)有在實(shí)驗(yàn)上制造出這些超重核，但是我們可能可以在一些特殊的地方找到它們的痕跡，例如在一些天體中。一些天體，例如小行星，可能具有比我們已知的任何元素都高得多的密度，這表明它們可能由一些未知的類(lèi)型的“超致密”物質(zhì)組成，這種物質(zhì)不能用常規(guī)的物理學(xué)來(lái)研究。

最極端的例子是一顆名為33 Polyhymnia的小行星，它位于火星和木星之間的主要小行星帶，它的密度被計(jì)算為75.3 ± 9.6 g/cm3，這是鋨的三倍多。由于這顆小行星的密度遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)了普通原子物質(zhì)的最大密度，它可以被分類(lèi)為一種具有未知成分的超致密物體。在一篇論文中，研究人員提出并探討了一種可能性，即這種超致密物質(zhì)可能由高原子序數(shù)的超重元素，甚至是一些更奇特的類(lèi)型的超致密物質(zhì)組成的。

為了計(jì)算超重元素的微觀原子結(jié)構(gòu)和性質(zhì)，研究人員使用了相對(duì)論的托馬斯-費(fèi)米模型，這是一種簡(jiǎn)化的原子模型，它假設(shè)原子核是一個(gè)均勻的電荷球，而電子是一個(gè)由費(fèi)米-狄拉克統(tǒng)計(jì)描述的氣體。這種模型雖然不夠精確，但是它可以讓我們系統(tǒng)地探索原子序數(shù)超出已知周期表的原子的行為。

研究人員用這種模型計(jì)算了一些超重元素的原子半徑、電子云半徑、電離能、原子能量和原子密度等物理量，并與一些已知元素的數(shù)據(jù)進(jìn)行了比較。他們發(fā)現(xiàn)，當(dāng)原子序數(shù)增加時(shí)，這些物理量都會(huì)發(fā)生顯著的變化，尤其是在核穩(wěn)定島附近。他們估計(jì)，核穩(wěn)定島中的元素的密度范圍為36.0 - 68.4 g/cm3，這與一些超致密小行星的觀測(cè)值相符合。

他們還進(jìn)一步擴(kuò)展了這個(gè)方法，研究了一些更奇特的類(lèi)型的超致密物質(zhì)，例如由α粒子（即氦核）組成的核物質(zhì)凝聚液滴。這種物質(zhì)的密度可能高達(dá)100 g/cm3或更高，但是它的穩(wěn)定性還不清楚。我們認(rèn)為，這種物質(zhì)可能存在于一些極端的環(huán)境中，例如在恒星的內(nèi)部或者在恒星爆發(fā)的過(guò)程中。