Važno je da čovek razume ne samo u kom se svetu nalazi, već i kako je ovaj svet nastao. Da li je postojalo nešto prije vremena i prostora što postoji sada. Kako je život nastao na njegovoj rodnoj planeti, a sama planeta se nije pojavila niotkuda.
U savremenom svijetu, iznesene su mnoge teorije o izgledu Zemlje i nastanku života na njoj. U nedostatku prilike da se testiraju teorije raznih naučnika ili religiozni pogledi na svet, javljalo se sve više različitih hipoteza. Jedna od njih, o kojoj će biti reči, je hipoteza koja podržava stacionarna stanja. Nastao je krajem 19. veka i postoji do danas.
Definicija
Hipoteza o stabilnom stanju podržava gledište da se Zemlja nije formirala tokom vremena, već da je oduvijek postojala i stalno podržavala život. Ako se planeta i promijenila, onda je to bilo sasvim beznačajno: vrste životinja i biljaka nisu nastale, i baš kaoplanete, oduvijek su bile i ili su izumrle ili promijenile svoj broj. Ovu hipotezu izneo je nemački lekar Thierry William Preyer 1880.
Odakle teorija?
Trenutno je nemoguće odrediti starost Zemlje sa apsolutnom tačnošću. Prema studiji zasnovanoj na radioaktivnom raspadu atoma, starost planete je otprilike 4,6 milijardi godina. Ali ova metoda nije savršena, što omogućava adeptima da podrže dokaze koje pruža teorija stabilnog stanja.
Razumno je sljedbenike ove hipoteze nazvati adeptima, a ne naučnicima. Prema modernim podacima, eternizam (tako se naziva teorija stacionarnog stanja) je više filozofska doktrina, budući da su postulati sljedbenika slični vjerovanjima istočnih religija: judaizam, budizam - o postojanju vječnog nestvoreni svemir.
Pregledi pratilaca
Za razliku od religijskih učenja, sljedbenici koji podržavaju teoriju stacionarnih stanja svih objekata Univerzuma imaju prilično tačne ideje o vlastitim pogledima:
- Zemlja je oduvijek postojala, kao i život na njoj. Isto tako nije bilo početka Univerzuma (negiranje Velikog praska i sličnih hipoteza), oduvijek je bilo.
- Modifikacija se dešava u maloj meri i ne utiče suštinski na život organizama.
- Svaka vrsta ima samo dva načina razvoja: promjenu broja ili izumiranje - vrste ne prelaze u nove forme, ne evoluiraju, pa čak ni značajno ne mijenjaju.
Jedan od najpoznatijih naučnika koji podržava hipotezu stacionarnostidržave, bio je Vladimir Ivanovič Vernadski. Voleo je da ponavlja frazu: "… nije bilo početka života u Kosmosu koji mi posmatramo, pošto nije bilo početka ovog Kosmosa. Univerzum je večan, kao i život u njemu."
Teorija stacionarnog stanja Univerzuma objašnjava takva neriješena pitanja kao što su:
- doba jata i zvijezda,
- homogenost i izotropija,
- reliktno zračenje,
- paradoksi crvenog pomaka za udaljene objekte, oko kojih naučni sporovi još ne jenjavaju.
Dokazi
Opći dokazi za stabilno stanje zasnivaju 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 sa povoljnijom klimom. Do ovog trenutka naslage nisu bile očuvane u slojevima zbog njihovog potpunog raspadanja. Nesporno je da su u nekim tipovima tla ostaci zapravo bolje očuvani, a u nekim lošije ili nikako.
Prema sljedbenicima, samo proučavanje živih vrsta pomoći će u izvlačenju zaključaka o izumiranju.
Najčešći dokaz da postoje stacionarna stanja su celikanti. U naučnoj zajednici navode se kao primjer prelazne vrste između riba i vodozemaca. Donedavno su se smatrali izumrli na kraju perioda krede - prije 60-70 miliona godina. Ali 1939. godine, u blizini obale od oko. Madagaskar je uhvaćen uživo predstavnik koelakant. Dakle, sada se koelakant više ne smatra prelaznim oblikom.
Drugi dokaz je arheopteriks. U udžbenicima biologije ovo stvorenje je predstavljeno kao prelazni 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. godine u Koloradu pronađeni ostaci ptica nesumnjivo starijih od kostiju arheopteriksa. Otuda je tačna pretpostavka da arheopteriks nije bio ni prelazni oblik ni prva ptica. U ovom trenutku, hipoteza stabilnog stanja postala je teorija.
Pored ovakvih 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). Tokom miliona godina, ove vrste se nisu promijenile od svojih fosilnih predaka.
Takve paleontološke "greške" su dovoljne. Ni sada naučnici ne mogu sa tačnošću da kažu koja bi izumrla vrsta mogla biti prethodnica žive. Upravo su ove praznine u paleontološkom učenju dovele pristaše na ideju o postojanju stacionarnog stanja.
Status u naučnoj zajednici
Ali teorije zasnovane na tuđim greškama nisu prihvaćene u naučnim krugovima. Stacionarna stanja su u suprotnosti sa savremenim astronomskim istraživanjima. Stephen Hawking u svojoj knjizi Kratka istorijavrijeme" napominje da kada bi Univerzum zaista evoluirao u nekom "imaginarnom vremenu", onda ne bi bilo singulariteta.
Singularitet u astronomskom smislu je tačka kroz koju je nemoguće povući pravu liniju. Upečatljiv primjer je crna rupa - područje koje čak ni svjetlost koja se kreće maksimalno poznatom brzinom ne može napustiti. Centar crne rupe se smatra singularitetom - atomi komprimirani do beskonačnosti.
Dakle, u naučnoj zajednici takva hipoteza je filozofska, ali je važan njen doprinos razvoju drugih teorija. Stoga, pitanja koja arheolozima i paleontolozima postavljaju sljedbenici Eternizma prisiljavaju naučnike da pažljivije pregledaju svoja istraživanja i ponovo provjere naučne 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.
Šta je kvantna termodinamika?
Prvi značajan napredak u kvantnoj termodinamici napravio je Niels Bohr, koji je objavio tri glavna postulata na kojima se zasniva velika većina proračuna i izjava današnjih fizičara i hemičara. Tri postulata su doživljena sa skepticizmom, ali ih je tada bilo nemoguće ne prepoznati kao istinite. Ali šta je kvantna termodinamika?
Termodinamički oblik iu klasičnoj i u kvantnoj fizici je sistem tijela koja međusobno razmjenjuju unutrašnju energiju i saokolnih tela. Može se sastojati od jednog ili više tijela, a istovremeno se nalazi u stanjima koja se razlikuju po pritisku, zapremini, temperaturi itd.
U ravnotežnom sistemu, svi parametri imaju striktno fiksnu vrijednost, tako da odgovara ravnotežnom stanju. Predstavlja reverzibilne procese.
U neravnotežnom obliku, barem jedan parametar nema fiksnu vrijednost. Takvi sistemi su van termodinamičke ravnoteže, najčešće predstavljaju ireverzibilne procese, na primjer, hemijske.
Ako pokušamo prikazati stanje ravnoteže u obliku grafikona, dobićemo bod. U slučaju neravnotežnog stanja, graf će uvijek biti drugačiji, ali ne u obliku tačke, zbog jedne ili više netačnih vrijednosti.
Relaksacija je proces prelaska iz neravnotežnog stanja (ireverzibilnog) u ravnotežno (reverzibilno) stanje. Koncepti reverzibilnih i ireverzibilnih procesa igraju važnu ulogu u termodinamici.
Prigožinova teorema
Ovo je jedan od zaključaka termodinamike o neravnotežnim procesima. Prema njemu, u stacionarnom stanju linearnog neravnotežnog sistema, proizvodnja entropije je minimalna. Sa potpunim odsustvom prepreka za postizanje stanja ravnoteže, vrijednost entropije pada na nulu. Teoremu je 1947. dokazao fizičar I. R. Prigogine.
Značenje toga je da ravnotežno stacionarno stanje, kojem termodinamički sistem teži, ima onoliko nisku proizvodnju entropije koliko to dozvoljavaju granični uslovi nametnuti sistemu.
Prigožinova izjavapolazio od teoreme Larsa Onsagera: za mala odstupanja od ravnoteže, termodinamički tok se može predstaviti kao kombinacija sume linearnih pokretačkih sila.
Schrödingerova misao u originalnom obliku
Schrödingerova jednačina za stacionarna stanja dala je značajan doprinos praktičnom posmatranju valnih svojstava čestica. Ako tumačenje de Broglieovih valova i Heisenbergova relacija nesigurnosti daju teorijsku ideju o kretanju čestica u poljima sile, onda Schrödingerova izjava, napisana 1926. godine, opisuje procese uočene u praksi.
U svom originalnom obliku izgleda ovako.
gdje,
i - imaginarna jedinica.
Schrödingerova jednadžba za stacionarna stanja
Ako je polje u kojem se čestica nalazi konstantno u vremenu, tada jednačina ne zavisi od vremena i može se predstaviti na sljedeći način.
Schrödingerova jednadžba za stacionarna stanja zasniva se na Bohrovim postulatima o svojstvima atoma i njihovih elektrona. Smatra se jednom od glavnih jednadžbi kvantne termodinamike.
Tranziciona energija
Kada je atom u stacionarnom stanju, ne dolazi do zračenja, ali se elektroni kreću određenim ubrzanjem. U ovom slučaju, elektronska stanja se određuju na svakoj orbitali sa energijom Et. Približno se njegova vrijednost može procijeniti jonizacionim potencijalom ovog elektronskog nivoa.
DakleTako se nakon prve izjave pojavila nova. Bohrov drugi postulat kaže: ako za vrijeme kretanja negativno nabijene čestice (elektrona) njen ugaoni moment (L =mevr) je višekratnik konstantne šipke podijeljene sa 2π, tada je atom u stacionarnom stanju. To jest: mevrn =n(h/2π)
Iz ove izjave 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 prelazima sa zračenjem takođe implicira stacionarna stanja elektrona. Dakle, zračenje se pri prijelazu iz jednog u drugo apsorbira ili emituje u obliku energetskih kvanta. Štaviše, energija kvanta je jednaka razlici u energijama stacionarnih stanja između kojih se odvija prelaz. Zračenje se javlja samo kada se elektron udalji od jezgra atoma.
Treći postulat je eksperimentalno potvrđen eksperimentima Hertza i Franka.
Prigoginova teorema objasnila je svojstva entropije za neravnotežne procese koji teže ravnoteži.
