Fontos, hogy az ember ne csak azt értse, milyen világban van, hanem azt is, hogyan keletkezett ez a világ. Volt-e valami a mostani idő és tér előtt? Hogyan keletkezett az élet szülőbolygóján, és maga a bolygó nem a semmiből jelent meg.
A modern világban számos elméletet terjesztettek elő a Föld megjelenéséről és a rajta lévő élet keletkezéséről. Különböző tudósok elméleteinek vagy vallásos világnézeteinek tesztelésének lehetőségének hiányában egyre több és több különböző hipotézis merült fel. Az egyik, amelyről szó lesz, a stacionárius állapotokat alátámasztó hipotézis. A 19. század végén fejlesztették ki, és a mai napig létezik.
Definíció
Az állandósult állapot hipotézise alátámasztja azt a nézetet, hogy a Föld nem az idők során alakult ki, hanem mindig is létezett és folyamatosan támogatta az életet. Ha a bolygó megváltozott, akkor az egészen jelentéktelen volt: állat- és növényfajok nem jöttek létre, és csakúgy, mintmindig is azok voltak, és vagy kih altak, vagy megváltoztatták a számukat. Ezt a hipotézist Thierry William Preyer német orvos állította fel 1880-ban.
Honnan jött az elmélet?
Jelenleg lehetetlen abszolút pontossággal meghatározni a Föld korát. Az atomok radioaktív bomlásán alapuló tanulmány szerint a bolygó életkora megközelítőleg 4,6 milliárd év. De ez a módszer nem tökéletes, ami lehetővé teszi az adeptusok számára, hogy alátámasszák a steady state elmélet által szolgáltatott bizonyítékokat.
Indokolt ennek a hipotézisnek a követőit adeptusoknak nevezni, nem tudósoknak. A modern adatok szerint az eternizmus (így nevezik a stacionárius állapot elméletét) inkább filozófiai doktrína, mivel a követők posztulátumai hasonlóak a keleti vallások hiedelmeihez: a judaizmus, a buddhizmus - az örökkévalóság létezéséről. nem teremtett Univerzum.
Követők véleménye
A vallási tanításokkal ellentétben azoknak a híveknek, akik támogatják az Univerzum összes objektumának stacionárius állapotának elméletét, meglehetősen pontos elképzeléseik vannak saját nézeteikről:
- A Föld mindig is létezett, csakúgy, mint az élet rajta. Az Univerzumnak szintén nem volt kezdete (az ősrobbanás és hasonló hipotézisek tagadása), mindig is az volt.
- A módosulás kis mértékben történik, és alapvetően nem befolyásolja az élőlények életét.
- Minden fajnak csak két módja van a fejlődésnek: a számváltozás vagy a kihalás – a fajok nem költöznek új formákra, nem fejlődnek, és nem is változnak jelentősen.
Az egyik leghíresebb tudós, aki támogatja az állóképesség hipotézisétállam, Vlagyimir Ivanovics Vernadszkij volt. Szerette ismételni a következő mondatot: "… a Kozmoszban nem volt élet kezdete, amit megfigyelünk, mivel ennek a Kozmosznak nem volt kezdete. Az Univerzum örök, mint az élet benne."
Az Univerzum stacionárius állapotának elmélete megmagyarázza az alábbi megválaszolatlan kérdéseket:
- halmazok és csillagok kora,
- homogenitás és izotrópia,
- ereklye-sugárzás,
- vöröseltolódási paradoxonok a távoli objektumokhoz, amelyek körül a tudományos viták még mindig nem csitulnak.
Bizonyítékok
Az egyensúlyi állapot általános bizonyítéka azon az elgondoláson alapul, hogy az üledékek (csontok és salakanyagok) eltűnése a kőzetekben egy faj vagy populáció méretének növekedésével vagy a képviselők vándorlásával magyarázható kedvezőbb éghajlatú környezetbe. Eddig a pontig a lerakódások teljes lebomlásuk miatt nem maradtak meg a rétegekben. Tagadhatatlan, hogy egyes talajtípusokban a maradványok valóban jobban megőrződnek, másoknál rosszabbul vagy egyáltalán nem.
Követői szerint csak az élő fajok tanulmányozása segít következtetéseket levonni a kihalásról.
A stacionárius állapotok létezésének legáltalánosabb bizonyítéka a koelakantok. A tudományos közösségben a halak és a kétéltűek közötti átmeneti faj példájaként emlegették őket. Egészen a közelmúltig a kréta időszak végén – 60-70 millió évvel ezelőtt – kih altnak számítottak. De 1939-ben a partjainál kb. Madagaszkáron elkapták a coelacanths élő képviselőjét. Így a koelakant már nem tekinthető átmeneti formának.
A második bizonyíték az Archeopteryx. A biológia tankönyvekben ezt a lényt a hüllők és a madarak közötti átmeneti formaként mutatják be. Tollazata volt, és nagy távolságokat tudott ágról ágra ugrani. Ez az elmélet azonban összeomlott, amikor 1977-ben az Archeopteryx csontjainál kétségtelenül idősebb madarak maradványait találták Coloradóban. Ezért helyes az a feltevés, hogy az Archeopteryx nem volt sem átmeneti forma, sem első madár. Ezen a ponton a steady state hipotézis elméletté vált.
Az ilyen frappáns példákon kívül vannak mások is. Például az egyensúlyi állapot elméletét megerősítik a „kih altak”, és megtalálhatók a vadon élő állatokban a lingulákban (tengeri karlábúak), a tuatarában vagy a tuatarában (nagy gyík), a solendonokban (cickányok). Évmilliók során ezek a fajok nem változtak fosszilis őseikhez képest.
Elég az ilyen őslénytani "tévedések". A tudósok még most sem tudják pontosan megmondani, melyik kih alt faj lehet az élő elődje. Az őslénytani tanításban ezek a hiányosságok vezették a híveket a stacionárius állapot létezésének gondolatához.
Státusz a tudományos közösségben
De a mások hibáin alapuló elméleteket nem fogadják el tudományos körökben. A stacionárius állapotok ellentmondanak a modern csillagászati kutatásoknak. Stephen Hawking A Brief History című könyvébenidő" megjegyzi, hogy ha az Univerzum valóban valami "képzelt időben" fejlődne ki, akkor nem lennének szingularitások.
A csillagászati értelemben vett szingularitás egy olyan pont, amelyen keresztül lehetetlen egyenes vonalat húzni. Feltűnő példa a fekete lyuk – egy olyan terület, amelyet még a legnagyobb ismert sebességgel mozgó fény sem tud elhagyni. A fekete lyuk középpontja szingularitásnak tekinthető – az atomok a végtelenségig össze vannak nyomva.
Így a tudományos közösségben egy ilyen hipotézis filozófiai, de fontos hozzájárulása más elméletek fejlődéséhez. Így az eternizmus követői által a régészeknek és őslénykutatóknak feltett kérdések arra kényszerítik a tudósokat, hogy alaposabban áttekintsék kutatásaikat és újra ellenőrizzék a tudományos adatokat.
Ha a stacionárius állapotokat a földi élet keletkezésének elméleteként tekintjük, nem szabad megfeledkeznünk ennek a kifejezésnek a kvantum jelentéséről, hogy ne keveredjünk össze a fogalmak között.
Mi a kvantumtermodinamika?
A kvantumtermodinamika terén az első jelentős áttörést Niels Bohr hozta meg, aki közzétette azt a három fő posztulátumot, amelyeken a mai fizikusok és kémikusok számításainak és megállapításainak túlnyomó többsége alapul. Három posztulátumot szkepticizmussal fogadtak, de lehetetlen volt nem ismerni őket igaznak abban az időben. De mi is az a kvantumtermodinamika?
A termodinamikai forma mind a klasszikus, mind a kvantumfizikában testek rendszere, amelyek belső energiát cserélnek egymással éskörnyező testek. Egy vagy több testből állhat, ugyanakkor különböző nyomású, térfogatú, hőmérsékletű stb. állapotban van.
Egyensúlyi rendszerben minden paraméternek szigorúan rögzített értéke van, tehát egyensúlyi állapotnak felel meg. Reverzibilis folyamatokat jelöl.
Nem egyensúlyi formában legalább egy paraméternek nincs rögzített értéke. Az ilyen rendszerek kiestek a termodinamikai egyensúlyból, leggyakrabban irreverzibilis folyamatokat képviselnek, például kémiai folyamatokat.
Ha megpróbáljuk az egyensúlyi állapotot grafikon formájában megjeleníteni, akkor pontot kapunk. Nem egyensúlyi állapot esetén a grafikon mindig más lesz, de nem pont formájában, egy vagy több pontatlan érték miatt.
A relaxáció egy nem egyensúlyi állapotból (irreverzibilis) egyensúlyi (reverzibilis) állapotba való átmenet folyamata. A reverzibilis és irreverzibilis folyamatok fogalma fontos szerepet játszik a termodinamikában.
Prigozhin tétele
Ez a termodinamika egyik következtetése a nem egyensúlyi folyamatokról. Szerinte egy lineáris nem egyensúlyi rendszer stacionárius állapotában az entrópia képződése minimális. Az egyensúlyi állapot elérésének akadályainak teljes hiányában az entrópia értéke nullára csökken. A tételt 1947-ben I. R. Prigogine fizikus bizonyította.
Annak jelentése, hogy az egyensúlyi stacionárius állapot, amelyre a termodinamikai rendszer hajlik, olyan alacsony entrópiatermeléssel rendelkezik, amennyire a rendszerre támasztott peremfeltételek megengedik.
Prigozhin nyilatkozataLars Onsager tételéből indult ki: az egyensúlytól való kis eltérések esetén a termodinamikai áramlás a lineáris hajtóerők összegének kombinációjaként ábrázolható.
Schrödinger gondolata eredeti formájában
A stacionárius állapotokra vonatkozó Schrödinger-egyenlet jelentősen hozzájárult a részecskék hullámtulajdonságának gyakorlati megfigyeléséhez. Ha a de Broglie-hullámok értelmezése és a Heisenberg-féle bizonytalansági reláció elméleti képet ad a részecskék mozgásáról az erőterekben, akkor Schrödinger 1926-ban írt megállapítása a gyakorlatban megfigyelt folyamatokat írja le.
Eredeti formájában így néz ki.
hol,
i – képzeletbeli egység.
Schrödinger-egyenlet stacionárius állapotokhoz
Ha a mező, amelyben a részecske található, időben állandó, akkor az egyenlet nem függ az időtől, és a következőképpen ábrázolható.
A stacionárius állapotokra vonatkozó Schrödinger-egyenlet Bohr-féle, az atomok és elektronjaik tulajdonságaira vonatkozó posztulátumokon alapul. Ez a kvantumtermodinamika egyik fő egyenlete.
Átmeneti energia
Amikor egy atom álló állapotban van, nem történik sugárzás, de az elektronok némi gyorsulással mozognak. Ebben az esetben az elektronállapotokat minden pályán Et energiával határozzuk meg. Ennek az elektronikus szintnek az ionizációs potenciáljával hozzávetőlegesen megbecsülhető az értéke.
SzóvalÍgy az első kijelentés után megjelent egy új. Bohr második posztulátuma azt mondja: ha egy negatív töltésű részecske (elektron) mozgása során a szögimpulzusa (L =mevr) a konstans rúd többszöröse osztva 2π-vel, akkor az atom álló állapotban van. Ez: mevrn =n(h/2π)
Ebből az állításból egy másik következik: a kvantum (foton) energiája azon atomok állóállapotainak energiáinak különbsége, amelyeken a kvantum áthalad.
Ez az érték, amelyet Bohr számított ki és Schrödinger gyakorlati célból módosított, jelentősen hozzájárult a kvantumtermodinamika magyarázatához.
Harmadik posztulátum
Bohr harmadik posztulátuma – a sugárzással járó kvantumátmenetekről – az elektron stacionárius állapotait is magában foglalja. Tehát az egyikről a másikra való átmenet során a sugárzás energiakvantumok formájában nyelődik el vagy bocsát ki. Ráadásul a kvantumok energiája megegyezik azon stacionárius állapotok energiáinak különbségével, amelyek között az átmenet megtörténik. Sugárzás csak akkor következik be, ha egy elektron eltávolodik az atommagtól.
A harmadik posztulátumot kísérletileg megerősítették Hertz és Frank kísérletei.
Prigogine tétele megmagyarázta az entrópia tulajdonságait egyensúlyba hajló nemegyensúlyi folyamatokra.
