Вопрос о предельно тяжёлом веществе чуть шире, чем спор об очередном рекордсмене из таблицы Менделеева. Масса в кубическом сантиметре ведёт хронику двух миров — привычного и астрофизического.
Химические лидеры
Осмий при стандартных условиях весит до 22,61 г/см³. Почти рядом идёт иридий. Кристаллическая решётка обоих металлов упакована так плотно, что межатомные пустоты короче диаметра свободного протона. Тем не менее даже эта плотность уступает теоретическому пределу для обычной материи — порядка 30 г/см³, рассчитанному по модели «жидкого ядра».
Вакантный пьедестал занимают короткоживущие нуклиды с зарядом выше 100. У сверхтяжёлого элемента оганесовна масса ядра сваливает химическую школу, однако время жизни меньше миллисекунды, а агрегатное состояние предсказывается лишь квантовыми расчётами.
За гранью таблицы
Белые карлики удерживают вещество в форме электрон-вырожденной плазмы. Давление Паули сжимает тонну до объёма теннисного кубика. Средняя плотность — около 1·10⁶ г/см³. Дальше включается гравитационный прессинг: ядерная материя нейтронной звезды, лишённая электронной «прокладки», уплотняется до 4·10¹⁴ г/см³. Внутри коры формируется структура «ядерная паста» — трубки и пластины нуклеонов, по упругости опережающие сталь в триллион раз.
Расчёты моделируют ещё густую фазу — кварк-глюонный конденсат, где протоны и нейтроны перестают быть отдельными объектами. Плотность там подходит к лимиту 1–2·10¹⁵ г/см³, после чего гравитация побеждает всю известную физику, создавая горизонты событий.
Предел материи
Чёрная дыра уже не вещество, а кривизна пространства. Её «плотность» зависит от массы и радиуса Шварцшильда и для сверхмассивных объектов падает ниже плотности воды, термин теряет смысл.
Ответ укладывается в два уровня: в лаборатории тяжелей всех ведёт себя монокристалл осмия, во вселенной рекорд переходит к нейтронной материи, чей кубический миллиметр перевесит флот авианосцев. Вопрос «что тяжелее» переворачивается — не столько элемент, сколько форма существования материи.