Važno je da čovjek shvati ne samo u kojem se svijetu nalazi, već i kako je ovaj svijet nastao. Je li bilo ičega prije vremena i prostora što postoji sada. Kako je život nastao na njegovom rodnom planetu, a sam planet nije se pojavio niotkuda.
U suvremenom svijetu iznesene su mnoge teorije o izgledu Zemlje i nastanku života na njoj. U nedostatku prilike za provjeru teorija raznih znanstvenika ili religijskih svjetonazora, javljalo se sve više različitih hipoteza. Jedna od njih, o kojoj će biti riječi, je hipoteza koja podržava stacionarna stanja. Razvijen je krajem 19. stoljeća i postoji do danas.
Definicija
Hipoteza o stabilnom stanju podržava gledište da se Zemlja nije formirala tijekom vremena, već da je oduvijek postojala i stalno podržavala život. Ako se planet i promijenio, onda je to bilo sasvim beznačajno: vrste životinja i biljaka nisu nastale, i baš kaoplaneta, oduvijek su bile i ili su izumrle ili promijenile svoj broj. Ovu hipotezu iznio je njemački liječnik Thierry William Preyer 1880.
Odakle teorija?
Trenutno je nemoguće odrediti starost Zemlje s apsolutnom točnošću. Prema studiji koja se temelji na radioaktivnom raspadu atoma, starost planeta je otprilike 4,6 milijardi godina. Ali ova metoda nije savršena, što omogućuje adeptima da podrže dokaze koje pruža teorija stabilnog stanja.
Razumno je sljedbenike ove hipoteze nazvati adeptima, a ne znanstvenicima. Prema suvremenim podacima, eternizam (tako se naziva teorija stacionarnog stanja) više je filozofska doktrina, budući da su postulati sljedbenika slični vjerovanjima istočnih religija: judaizam, budizam - o postojanju vječnog nestvoreni svemir.
Pregledi sljedbenika
Za razliku od religijskih učenja, sljedbenici koji podržavaju teoriju stacionarnih stanja svih objekata svemira imaju prilično točne ideje o vlastitim pogledima:
- Zemlja je oduvijek postojala, kao i život na njoj. Isto tako nije bilo početka Svemira (poricanje Velikog praska i sličnih hipoteza), uvijek je bilo.
- Izmjena se događa u maloj mjeri i ne utječe suštinski na život organizama.
- Svaka vrsta ima samo dva načina razvoja: promjenu u broju ili izumiranje - vrste ne prelaze u nove oblike, ne evoluiraju, pa čak ni značajno ne mijenjaju.
Jedan od najpoznatijih znanstvenika koji podržava hipotezu stacionarnostidržavi, bio je Vladimir Ivanovič Vernadsky. Volio je ponavljati rečenicu: "… nije bilo početka života u kosmosu koji mi promatramo, budući da nije bilo početka ovog kosmosa. Univerzum je vječan, kao i život u njemu."
Teorija stacionarnog stanja svemira objašnjava neriješena pitanja kao što su:
- doba jata i zvijezda,
- homogenost i izotropija,
- reliktno zračenje,
- paradoksi crvenog pomaka za udaljene objekte, oko kojih znanstveni sporovi još uvijek ne jenjavaju.
Dokazi
Opći dokazi za stabilno stanje temelje se na ideji da se nestanak sedimenata (kosti i otpadnih proizvoda) u stijenama može objasniti povećanjem veličine vrste ili populacije, ili migracijom predstavnika u sredinu s povoljnijom klimom. Do ovog trenutka naslage nisu bile očuvane u slojevima zbog potpunog raspadanja. Nepobitno je da su u nekim vrstama tla ostaci zapravo bolje očuvani, a u nekim lošije ili nikako.
Prema sljedbenicima, samo će proučavanje živih vrsta pomoći u donošenju zaključaka o izumiranju.
Najčešći dokaz da postoje stacionarna stanja su koelakanti. U znanstvenoj zajednici navode se kao primjer prijelazne vrste između riba i vodozemaca. Donedavno su se smatrali izumrli oko kraja razdoblja krede - prije 60-70 milijuna godina. Ali 1939. godine, uz obalu od oko. Madagaskar je uhvaćen živog predstavnika koelakanta. Stoga se koelakant više ne smatra prijelaznim oblikom.
Drugi dokaz je arheopteriks. U udžbenicima biologije ovo stvorenje je predstavljeno kao prijelazni oblik između gmazova i ptica. Imao je perje i mogao je skakati s grane na granu na velike udaljenosti. Ali ova teorija je propala kada su 1977. u Coloradu pronađeni ostaci ptica nedvojbeno starijih od kostiju arheopteriksa. Stoga je točna pretpostavka da arheopteriks nije bio ni prijelazni oblik ni prva ptica. U ovom trenutku, hipoteza stabilnog stanja postala je teorija.
Osim takvih upečatljivih primjera, postoje i drugi. Na primjer, teoriju stabilnog stanja potvrđuju "izumrli" i nalazi se u lingulama divljih životinja (morski brahiopodi), tuatara ili tuatara (veliki gušter), solendonima (rovke). Tijekom milijuna godina, ove se vrste nisu promijenile od svojih fosilnih predaka.
Takve paleontološke "greške" su dovoljne. Ni sada znanstvenici ne mogu s točnošću reći koja bi izumrla vrsta mogla biti prethodnica žive. Upravo su te praznine u paleontološkom učenju dovele pristaše na ideju o postojanju stacionarnog stanja.
Status u znanstvenoj zajednici
Ali teorije temeljene na tuđim pogreškama nisu prihvaćene u znanstvenim krugovima. Stacionarna stanja proturječe modernim astronomskim istraživanjima. Stephen Hawking u svojoj knjizi Kratka povijestvrijeme" napominje da kada bi se Svemir stvarno evoluirao u nekom "imaginarnom vremenu", onda ne bi bilo singulariteta.
Singularnost u astronomskom smislu je točka kroz koju je nemoguće povući ravnu liniju. Upečatljiv primjer je crna rupa – područje koje čak ni svjetlost koja se kreće najvećom poznatom brzinom ne može napustiti. Središte crne rupe smatra se singularitetom - atomi komprimirani u beskonačnost.
Dakle, u znanstvenoj zajednici takva hipoteza je filozofska, ali je važan njezin doprinos razvoju drugih teorija. Stoga pitanja koja arheolozima i paleontolozima postavljaju sljedbenici Eternizma tjeraju znanstvenike da pažljivije pregledaju svoja istraživanja i ponovno provjere znanstvene podatke.
Smatrajući stacionarna stanja kao teoriju nastanka života na Zemlji, ne smijemo zaboraviti na kvantno značenje ove fraze, kako se ne bismo zabunili u pojmovima.
Što je kvantna termodinamika?
Prvi značajan napredak u kvantnoj termodinamici napravio je Niels Bohr, koji je objavio tri glavna postulata na kojima se temelji velika većina izračuna i izjava današnjih fizičara i kemičara. Tri su se postulata doživljavala sa skepticizmom, ali ih je tada bilo nemoguće ne prepoznati kao istinite. Ali što je kvantna termodinamika?
Termodinamički oblik u klasičnoj i kvantnoj fizici je sustav tijela koja međusobno razmjenjuju unutarnju energiju i sokolna tijela. Može se sastojati od jednog ili više tijela, a istovremeno je u stanjima koja se razlikuju po pritisku, volumenu, temperaturi itd.
U ravnotežnom sustavu, svi parametri imaju strogo fiksnu vrijednost, tako da odgovara ravnotežnom stanju. Predstavlja reverzibilne procese.
U neravnotežnom obliku, barem jedan parametar nema fiksnu vrijednost. Takvi sustavi su izvan termodinamičke ravnoteže, najčešće predstavljaju ireverzibilne procese, na primjer, kemijske.
Ako pokušamo prikazati stanje ravnoteže u obliku grafikona, dobit ćemo bod. U slučaju neravnotežnog stanja, graf će uvijek biti drugačiji, ali ne u obliku točke, zbog jedne ili više netočnih vrijednosti.
Relaksacija je proces prijelaza iz neravnotežnog stanja (nepovratnog) u ravnotežno (reverzibilno) stanje. Koncepti reverzibilnih i ireverzibilnih procesa igraju važnu ulogu u termodinamici.
Prigožinov teorem
Ovo je jedan od zaključaka termodinamike o neravnotežnim procesima. Prema njemu, u stacionarnom stanju linearnog neravnotežnog sustava, proizvodnja entropije je minimalna. Uz potpunu odsutnost prepreka za postizanje stanja ravnoteže, vrijednost entropije pada na nulu. Teorem je 1947. dokazao fizičar I. R. Prigogine.
Značenje toga je da ravnotežno stacionarno stanje, kojem termodinamički sustav teži, ima onoliko nisku proizvodnju entropije koliko to dopuštaju granični uvjeti nametnuti sustavu.
Prigožinova izjavapolazio od teorema Larsa Onsagera: za mala odstupanja od ravnoteže, termodinamički tok se može predstaviti kao kombinacija zbroja linearnih pokretačkih sila.
Schrödingerova misao u izvornom obliku
Schrödingerova jednadžba za stacionarna stanja dala je značajan doprinos praktičnom promatranju valnih svojstava čestica. Ako tumačenje de Broglieovih valova i Heisenbergova relacija nesigurnosti daju teorijsku ideju o kretanju čestica u poljima sile, tada Schrödingerova izjava, napisana 1926., opisuje procese koji se promatraju u praksi.
U svom izvornom obliku izgleda ovako.
gdje,
i - imaginarna jedinica.
Schrödingerova jednadžba za stacionarna stanja
Ako je polje u kojem se nalazi čestica konstantno u vremenu, tada jednadžba ne ovisi o vremenu i može se predstaviti na sljedeći način.
Schrödingerova jednadžba za stacionarna stanja temelji se na Bohrovim postulatima o svojstvima atoma i njihovih elektrona. Smatra se jednom od glavnih jednadžbi kvantne termodinamike.
Prilazna energija
Kada je atom u stacionarnom stanju, ne dolazi do zračenja, ali se elektroni kreću s određenim ubrzanjem. U ovom slučaju se elektronska stanja određuju na svakoj orbitali s energijom Et. Približno se njegova vrijednost može procijeniti ionizacijskim potencijalom ove elektronske razine.
DakleTako se nakon prve izjave pojavila nova. Bohrov drugi postulat kaže: ako tijekom gibanja negativno nabijene čestice (elektrona) ima njezin kutni moment (L =mevr) je višekratnik konstantne crte podijeljene s 2π, tada je atom u stacionarnom stanju. To jest: mevrn =n(h/2π)
Iz ove tvrdnje slijedi još jedna: energija kvanta (fotona) je razlika u energijama stacionarnih stanja atoma kroz koje kvant prolazi.
Ova vrijednost, koju je izračunao Bohr i modificiran u praktične svrhe od strane Schrödingera, dala je značajan doprinos objašnjenju kvantne termodinamike.
Treći postulat
Bohrov treći postulat - o kvantnim prijelazima sa zračenjem također implicira stacionarna stanja elektrona. Dakle, zračenje se pri prijelazu iz jednog u drugo apsorbira ili emitira u obliku energetskih kvanta. Štoviše, energija kvanta jednaka je razlici u energijama stacionarnih stanja između kojih se odvija prijelaz. Zračenje se javlja samo kada se elektron udalji od jezgre atoma.
Treći postulat eksperimentalno je potvrđen eksperimentima Hertza i Franka.
Prigoginov teorem objasnio je svojstva entropije za neravnotežne procese koji teže ravnoteži.
