为什么水银在室温下是液体？如果你在学校教室里问这个问题，你可能会被告知，相对论会影响重金属的轨道，收缩它们并改变它们的结合方式。然而，证明这一解释是正确的第一个证据才刚刚公布。
由新西兰奥克兰梅西大学的Peter Schwerdtfeger领导的一个国际研究小组使用量子力学计算了金属的热容，包括或排除了相对论效应。他们表明，如果他们在计算时忽略了相对论，那么汞的预测熔点是82摄氏度，但如果他们考虑了相对论效应，他们的答案与-39摄氏度的实验值非常接近。
相对论认为，物体移动得越快，就会变得越重。在原子中，最里面电子的速度与核电荷有关。原子核越大，静电吸引就越大，电子必须移动得越快，才能避免落入其中。所以，当你沿着元素周期表往下走时，这些1s电子越来越快，因此更重，导致原子半径缩小。这稳定了一些轨道，这些轨道本身也具有相对论性质，同时也破坏了其他轨道的稳定。这种相互作用意味着，对于像汞和金这样的重元素，外层电子是稳定的。在汞的情况下，电子与自己的原子核保持联系，而不是在相邻的汞原子之间形成键，而较弱的原子间作用力，如范德华键，将原子保持在一起。
20世纪60年代，现供职于芬兰赫尔辛基大学的Pekka Pyykkö发现黄金的颜色是相对论效应的结果。他指出，金的6s轨道的较低能级意味着从5d波段激发电子所需的能量位于可见光而不是紫外光的范围内。这意味着黄金吸收蓝光，同时反射黄色和红色的光，正是这一点赋予了金属特有的色调。如果在不考虑相对论效应的情况下计算这两个带的能量，所需的能量要大得多。随后进一步的计算表明，相对性对重金属化合物的颜色和键长的影响，以及它在催化中的重要性。然而，汞的低熔点仍然只能被描述为“可能”是由于相对论效应。
没有参与这项研究的Pyykkö解释说，“在挥手、推测的层面上，这个(相对论影响水银熔点)的观点自20世纪70年代末就已经存在了，但这是第一个定量证据。”
特别是Schwerdtfeger的团队，几十年来一直在研究这个问题。他解释说，延迟的原因是直到最近，计算机还不能完成团队进行的强大计算。他补充说，这需要大量的计算机时间，而且现在使用的算法效率更高。
但是，除了这项工作肯定会进入教科书之外，Schwerdtfeger希望通过展示他的方法是有效的，它可以被用来计算其他金属系统的熔点。
但更重要的是，下次老师被问及相对论最显著的例子之一时，他们会知道有证据支持他们的解释。