Det er vigtigt for en person at forstå, ikke kun hvilken verden han er i, men også hvordan denne verden opstod. Var der noget før den tid og det rum, der eksisterer nu. Hvordan liv opstod på hans hjemplanet, og selve planeten dukkede ikke op ud af ingenting.
I den moderne verden er der fremsat mange teorier for Jordens udseende og oprindelsen af liv på den. I mangel af en chance for at teste forskellige videnskabsmænds teorier eller religiøse verdenssyn opstod flere og flere forskellige hypoteser. En af dem, som vil blive diskuteret, er hypotesen, der understøtter stationære tilstande. Det blev udviklet i slutningen af det 19. århundrede og eksisterer den dag i dag.
Definition
The Steady State Hypothesis understøtter synspunktet om, at Jorden ikke blev dannet over tid, men altid har eksisteret og konstant understøttet liv. Hvis planeten ændrede sig, så var det ret ubetydeligt: dyre- og plantearter opstod ikke, og ligesomplanet, altid har været det, og enten døde ud eller ændrede deres antal. Denne hypotese blev fremsat af den tyske læge Thierry William Preyer i 1880.
Hvor kom teorien fra?
Det er i øjeblikket umuligt at bestemme jordens alder med absolut nøjagtighed. Ifølge en undersøgelse baseret på atomers radioaktive henfald er planetens alder cirka 4,6 milliarder år. Men denne metode er ikke perfekt, hvilket giver adepter mulighed for at understøtte beviserne fra steady state-teorien.
Det er rimeligt at kalde tilhængerne af denne hypotese adepter, ikke videnskabsmænd. Ifølge moderne data er eternisme (sådan kaldes teorien om en stationær tilstand) mere en filosofisk doktrin, da tilhængernes postulater ligner de østlige religioners tro: jødedom, buddhisme - om eksistensen af en evig uskabt univers.
Følgers synspunkter
I modsætning til religiøs lære har tilhængere, der støtter teorien om stationære tilstande for alle objekter i universet, ganske nøjagtige ideer om deres egne synspunkter:
- Jorden har altid eksisteret, såvel som livet på den. Der var heller ingen begyndelse på universet (benægtelse af Big Bang og lignende hypoteser), det har det altid været.
- Ændringen sker i et lille omfang og påvirker ikke grundlæggende organismers liv.
- Enhver art har kun to måder at udvikle sig på: ændring i antal eller udryddelse - arter flytter ikke ind i nye former, udvikler sig ikke og ændrer sig ikke engang væsentligt.
En af de mest berømte videnskabsmænd, der støtter hypotesen om stationærstat, var Vladimir Ivanovich Vernadsky. Han kunne godt lide at gentage sætningen: "… der var ingen begyndelse af liv i Kosmos, som vi observerer, eftersom der ikke var nogen begyndelse af dette Kosmos. Universet er evigt, ligesom liv i det."
Teorien om universets stationære tilstand forklarer sådanne uløste spørgsmål som:
- alder af klynger og stjerner,
- homogenitet og isotropi,
- relikviestråling,
- rødforskydningsparadokser for fjerne objekter, omkring hvilke videnskabelige stridigheder stadig ikke aftager.
Bevis
Den generelle evidens for en steady state er baseret på ideen om, at forsvinden af sedimenter (knogler og affaldsprodukter) i bjergarter kan forklares med en stigning i størrelsen af en art eller population eller migration af repræsentanter til et miljø med et mere gunstigt klima. Indtil dette tidspunkt var aflejringerne ikke bevaret i lagene på grund af deres fuldstændige nedbrydning. Det er ubestrideligt, at i nogle jordtyper er resterne faktisk bevaret bedre, og i nogle værre eller slet ikke.
Ifølge tilhængere er det kun undersøgelsen af levende arter, der vil hjælpe med at drage konklusioner om udryddelse.
Det mest almindelige bevis på, at der eksisterer stationære tilstande, er coelacanter. I det videnskabelige samfund blev de nævnt som et eksempel på en overgangsart mellem fisk og padder. Indtil for nylig blev de betragtet som uddøde omkring slutningen af kridttiden – for 60-70 millioner år siden. Men i 1939 ud for kysten af ca. Madagaskar blev fanget levende repræsentant for coelacanths. Således betragtes coelacanth nu ikke længere som en overgangsform.
Det andet bevis er Archaeopteryx. I biologilærebøger præsenteres dette væsen som en overgangsform mellem krybdyr og fugle. Den havde fjerdragt og kunne springe fra gren til gren over lange afstande. Men denne teori kollapsede, da der i 1977 blev fundet rester af fugle, der utvivlsomt var ældre end Archaeopteryx-knoglerne i Colorado. Derfor er antagelsen korrekt, at Archaeopteryx hverken var en overgangsform eller en første fugl. På dette tidspunkt blev steady state-hypotesen en teori.
Ud over sådanne slående eksempler er der andre. For eksempel bekræftes teorien om en steady state af de "uddøde" og findes i dyrelivslingulas (marine brachiopoder), tuatara eller tuatara (stor firben), solendons (smuss). I løbet af millioner af år har disse arter ikke ændret sig fra deres fossile forfædre.
Sådanne palæontologiske "fejl" er nok. Selv nu kan videnskabsmænd ikke sige med nøjagtighed, hvilken uddød art der kunne være forgængeren til den levende. Det var disse huller i palæontologisk undervisning, der førte tilhængerne til ideen om eksistensen af en stationær tilstand.
Status i det videnskabelige samfund
Men teorier baseret på andres fejltagelser accepteres ikke i videnskabelige kredse. Stationære tilstande modsiger moderne astronomisk forskning. Stephen Hawking i sin bog A Brief Historytid" bemærker, at hvis universet virkelig udviklede sig i en eller anden "imaginær tid", så ville der ikke være nogen singulariteter.
En singularitet i astronomisk forstand er et punkt, gennem hvilket det er umuligt at tegne en ret linje. Et slående eksempel er et sort hul - et område, som selv lys, der bevæger sig med den maksim alt kendte hastighed, ikke kan forlade. Centrum af et sort hul anses for at være en singularitet - atomer komprimeret til det uendelige.
Sådan er en sådan hypotese i det videnskabelige samfund filosofisk, men dens bidrag til udviklingen af andre teorier er vigtigt. Spørgsmålene stillet til arkæologer og palæontologer af tilhængerne af eternismen tvinger således videnskabsmænd til at gennemgå deres forskning mere omhyggeligt og kontrollere videnskabelige data igen.
Når vi betragter stationære tilstande som en teori om livets oprindelse på Jorden, må vi ikke glemme kvantebetydningen af denne sætning, for ikke at blive forvirrede i begreber.
Hvad er kvantetermodynamik?
Det første betydelige gennembrud inden for kvantetermodynamikken blev lavet af Niels Bohr, som udgav de tre hovedpostulater, som langt de fleste beregninger og udsagn fra nutidens fysikere og kemikere er baseret på. Tre postulater blev opfattet med skepsis, men det var umuligt ikke at anerkende dem som sande på det tidspunkt. Men hvad er kvantetermodynamik?
Termodynamisk form i både klassisk og kvantefysik er et system af legemer, der udveksler indre energi med hinanden og medomkringliggende kroppe. Den kan bestå af en krop eller flere, og samtidig er den i tilstande, der er forskellige i tryk, volumen, temperatur osv.
I et ligevægtssystem har alle parametre en strengt fastsat værdi, så den svarer til en ligevægtstilstand. Repræsenterer reversible processer.
I en ikke-ligevægtsform har mindst én parameter ikke en fast værdi. Sådanne systemer er ude af termodynamisk ligevægt, oftest repræsenterer de irreversible processer, for eksempel kemiske.
Hvis vi forsøger at vise ligevægtstilstanden i form af en graf, får vi et point. I tilfælde af en ikke-ligevægtstilstand vil grafen altid være anderledes, men ikke i form af et punkt, på grund af en eller flere unøjagtige værdier.
Afslapning er processen med overgang fra en ikke-ligevægtstilstand (irreversibel) til en ligevægtstilstand (reversibel). Begreberne reversible og irreversible processer spiller en vigtig rolle i termodynamikken.
Prigozhins sætning
Dette er en af termodynamikkens konklusioner om ikke-ligevægtsprocesser. Ifølge ham er produktionen af entropi minimal i en stationær tilstand af et lineært ikke-ligevægtssystem. Med fuldstændig fravær af forhindringer for at opnå en tilstand af ligevægt falder entropiværdien til nul. Sætningen blev bevist i 1947 af fysikeren I. R. Prigogine.
Betydningen af det er, at den stationære ligevægtstilstand, som det termodynamiske system tenderer til, har en så lav entropiproduktion, som de grænsebetingelser, der pålægges systemet, tillader det.
Prigozhins udtalelseud fra Lars Onsagers sætning: for små afvigelser fra ligevægt kan det termodynamiske flow repræsenteres som en kombination af summen af lineære drivkræfter.
Schrödingers tanke i sin oprindelige form
Schrödinger-ligningen for stationære tilstande har ydet et væsentligt bidrag til den praktiske observation af partiklers bølgeegenskaber. Hvis fortolkningen af de Broglie-bølger og Heisenberg-usikkerhedsrelationen giver en teoretisk idé om partiklernes bevægelse i kraftfelter, så beskriver Schrödingers udtalelse, skrevet i 1926, de processer, der observeres i praksis.
I sin oprindelige form ser det sådan ud.
hvor,
i - imaginær enhed.
Schrödinger-ligning for stationære tilstande
Hvis feltet, hvori partiklen er placeret, er konstant i tid, så afhænger ligningen ikke af tid og kan repræsenteres som følger.
Schrödinger-ligningen for stationære tilstande er baseret på Bohrs postulater vedrørende atomers egenskaber og deres elektroner. Det betragtes som en af kvantetermodynamikkens hovedligninger.
Overgangsenergi
Når et atom er i en stationær tilstand, sker der ingen stråling, men elektronerne bevæger sig med en vis acceleration. I dette tilfælde bestemmes elektrontilstandene på hver orbital med energien Et. Omtrent dens værdi kan estimeres ud fra ioniseringspotentialet for dette elektroniske niveau.
SåEfter den første udtalelse dukkede der således en ny op. Bohrs andet postulat siger: hvis under bevægelsen af en negativt ladet partikel (elektron) dens vinkelmomentum (L =mevr) er et multiplum af den konstante søjle divideret med 2π, så er atomet i en stationær tilstand. Det vil sige: mevrn =n(h/2π)
Fra dette udsagn følger en anden: energien af et kvante (foton) er forskellen i energierne i de stationære tilstande af atomer, som kvantumet passerer igennem.
Denne værdi, beregnet af Bohr og modificeret til praktiske formål af Schrödinger, har ydet et væsentligt bidrag til forklaringen af kvantetermodynamikken.
Tredje postulat
Bohrs tredje postulat - om kvanteovergange med stråling implicerer også elektronens stationære tilstande. Så stråling i overgangen fra den ene til den anden absorberes eller udsendes i form af energikvanter. Desuden er kvanternes energi lig med forskellen i energierne i de stationære tilstande, mellem hvilke overgangen finder sted. Stråling opstår kun, når en elektron bevæger sig væk fra et atoms kerne.
Det tredje postulat blev bekræftet eksperimentelt af Hertz og Franks eksperimenter.
Prigogines sætning forklarede egenskaberne ved entropi for ikke-ligevægtsprocesser, der har tendens til ligevægt.
