Ważne jest, aby człowiek rozumiał nie tylko w jakim świecie się znajduje, ale także jak ten świat powstał. Czy było coś przed czasem i przestrzenią, co istnieje teraz. Jak życie powstało na jego rodzinnej planecie, a sama planeta nie pojawiła się znikąd.
We współczesnym świecie wysuwa się wiele teorii dotyczących wyglądu Ziemi i pochodzenia na niej życia. Z braku możliwości sprawdzenia teorii różnych naukowców czy światopoglądów religijnych pojawiało się coraz więcej różnych hipotez. Jednym z nich, który zostanie omówiony, jest hipoteza wspierająca stany stacjonarne. Został opracowany pod koniec XIX wieku i istnieje do dziś.
Definicja
Hipoteza stanu ustalonego potwierdza pogląd, że Ziemia nie uformowała się w czasie, ale zawsze istniała i stale wspierała życie. Jeśli planeta się zmieniła, to było to zupełnie nieistotne: gatunki zwierząt i roślin nie powstały i tak po prostuplanety, zawsze były i albo wymarły, albo zmieniły swoje numery. Ta hipoteza została wysunięta przez niemieckiego lekarza Thierry'ego Williama Preyera w 1880 roku.
Skąd się wzięła teoria?
Obecnie niemożliwe jest określenie wieku Ziemi z absolutną dokładnością. Według badań opartych na radioaktywnym rozpadzie atomów wiek planety wynosi około 4,6 miliarda lat. Ale ta metoda nie jest doskonała, co pozwala adeptom poprzeć dowody dostarczone przez teorię stanu ustalonego.
Rozsądne jest nazywanie wyznawców tej hipotezy adeptami, a nie naukowcami. Według współczesnych danych eternizm (tak nazywa się teorię stanu stacjonarnego) jest bardziej doktryną filozoficzną, gdyż postulaty wyznawców są zbliżone do wierzeń religii wschodnich: judaizmu, buddyzmu – o istnieniu wiecznego nieutworzony Wszechświat.
Poglądy obserwatorów
W przeciwieństwie do nauk religijnych, wyznawcy, którzy popierają teorię stanów stacjonarnych wszystkich obiektów Wszechświata, mają dość dokładne wyobrażenia na temat własnych poglądów:
- Ziemia istniała od zawsze, podobnie jak życie na niej. Nie było też początku Wszechświata (zaprzeczenie Wielkiego Wybuchu i podobnych hipotez), zawsze tak było.
- Modyfikacja zachodzi w niewielkim stopniu i nie wpływa zasadniczo na życie organizmów.
- Każdy gatunek ma tylko dwa sposoby rozwoju: zmiana liczebności lub wyginięcie - gatunki nie przechodzą do nowych form, nie ewoluują, a nawet nie zmieniają się znacząco.
Jeden z najsłynniejszych naukowców wspierających hipotezę stacjonarnościpaństwa, był Władimir Iwanowicz Wernadski. Lubił powtarzać zdanie: „… nie było początku życia w Kosmosie, który obserwujemy, ponieważ nie było początku tego Kosmosu. Wszechświat jest wieczny, jak życie w nim.”
Teoria stacjonarnego stanu Wszechświata wyjaśnia takie nierozwiązane pytania, jak:
- wiek klastrów i gwiazd,
- homogeniczność i izotropia,
- promieniowanie reliktowe,
- paradoksy przesunięcia ku czerwieni dla odległych obiektów, wokół których naukowe spory wciąż nie ustępują.
Dowód
Ogólny dowód na istnienie stanu ustalonego opiera się na założeniu, że zanikanie osadów (kości i produktów odpadowych) w skałach można wytłumaczyć wzrostem wielkości gatunku lub populacji lub migracją przedstawicieli do środowiska o korzystniejszym klimacie. Do tego momentu osady nie zostały zachowane w warstwach ze względu na ich całkowity rozkład. Nie można zaprzeczyć, że w niektórych typach gleb szczątki są rzeczywiście lepiej zachowane, a w niektórych gorzej lub wcale.
Według zwolenników tylko badanie żywych gatunków pomoże wyciągnąć wnioski dotyczące wyginięcia.
Najczęstszym dowodem istnienia stanów stacjonarnych są koelakanty. W środowisku naukowym przytaczano je jako przykład gatunku przejściowego między rybami a płazami. Do niedawna uważano je za wymarłe pod koniec okresu kredowego - 60-70 milionów lat temu. Ale w 1939 r. u wybrzeży ok. godz. Madagaskar został złapany na żywo jako przedstawiciel celakantów. Tak więc obecnie celakanty nie są już uważane za formę przejściową.
Drugim dowodem jest Archaeopteryx. W podręcznikach biologii istota ta przedstawiana jest jako forma przejściowa między gadami a ptakami. Miał upierzenie i potrafił przeskakiwać z gałęzi na gałąź na duże odległości. Ale ta teoria upadła, gdy w 1977 r. w Kolorado znaleziono szczątki ptaków niewątpliwie starszych niż kości Archaeopteryxa. Słuszne jest więc założenie, że Archaeopteryx nie był ani formą przejściową, ani pierwszym ptakiem. W tym momencie hipoteza stanu ustalonego stała się teorią.
Oprócz takich uderzających przykładów są jeszcze inne. Na przykład teoria stanu ustalonego jest potwierdzona przez „wymarły” i występujący u dzikich lingula (ramienionogi morskie), hatterie lub hatterie (duża jaszczurka), solendons (ryjówki). Przez miliony lat gatunki te nie zmieniły się od swoich kopalnych przodków.
Takie "błędy" paleontologiczne wystarczą. Nawet teraz naukowcy nie potrafią dokładnie powiedzieć, który wymarły gatunek mógłby być poprzednikiem żywego. To właśnie te luki w nauczaniu paleontologicznym doprowadziły zwolenników do idei istnienia państwa stacjonarnego.
Status w środowisku naukowym
Ale teorie oparte na błędach innych ludzi nie są akceptowane w kręgach naukowych. Stany stacjonarne przeczą współczesnym badaniom astronomicznym. Stephen Hawking w swojej książce Krótka historiaczas” zauważa, że gdyby Wszechświat rzeczywiście ewoluował w jakimś „wyobrażonym czasie”, wtedy nie byłoby osobliwości.
Osobliwość w sensie astronomicznym to punkt, przez który nie da się narysować linii prostej. Uderzającym przykładem jest czarna dziura – obszar, którego nie może opuścić nawet światło poruszające się z maksymalną znaną prędkością. Środek czarnej dziury jest uważany za osobliwość - atomy skompresowane do nieskończoności.
Tak więc w środowisku naukowym taka hipoteza jest hipotezą filozoficzną, ale jej wkład w rozwój innych teorii jest ważny. Tak więc pytania zadawane archeologom i paleontologom przez zwolenników Eternizmu zmuszają naukowców do dokładniejszego przeglądu swoich badań i ponownego sprawdzenia danych naukowych.
Uważając stany stacjonarne za teorię powstania życia na Ziemi, nie wolno nam zapominać o kwantowym znaczeniu tego wyrażenia, aby nie pomylić pojęć.
Co to jest termodynamika kwantowa?
Pierwszego znaczącego przełomu w termodynamice kwantowej dokonał Niels Bohr, który opublikował trzy główne postulaty, na których opiera się zdecydowana większość obliczeń i twierdzeń dzisiejszych fizyków i chemików. Trzy postulaty zostały odebrane ze sceptycyzmem, ale nie można było ich wówczas nie uznać za prawdziwe. Ale czym jest termodynamika kwantowa?
Forma termodynamiczna, zarówno w fizyce klasycznej, jak i kwantowej, to układ ciał, które wymieniają między sobą energię wewnętrznąotaczające ciała. Może składać się z jednego lub kilku ciał, a jednocześnie znajduje się w stanach różniących się ciśnieniem, objętością, temperaturą itp.
W układzie równowagi wszystkie parametry mają ściśle ustaloną wartość, więc odpowiada to stanowi równowagi. Reprezentuje procesy odwracalne.
W formie nierównowagi, co najmniej jeden parametr nie ma ustalonej wartości. Układy takie są poza stanem równowagi termodynamicznej, najczęściej reprezentują procesy nieodwracalne, np. chemiczne.
Jeśli spróbujemy wyświetlić stan równowagi w postaci wykresu, dostaniemy punkt. W przypadku stanu nierównowagi wykres zawsze będzie inny, ale nie w postaci punktu, ze względu na jedną lub więcej niedokładnych wartości.
Relaks to proces przejścia ze stanu nierównowagi (nieodwracalnego) do stanu równowagi (odwracalnego). Koncepcje procesów odwracalnych i nieodwracalnych odgrywają ważną rolę w termodynamice.
Twierdzenie Prigożyna
Jest to jeden z wniosków termodynamiki na temat procesów nierównowagowych. Według niego w stanie stacjonarnym liniowego układu nierównowagi produkcja entropii jest minimalna. Przy całkowitym braku przeszkód w osiągnięciu stanu równowagi, wartość entropii spada do zera. Twierdzenie to udowodnił w 1947 r. fizyk I. R. Prigogine.
Znaczy to, że stacjonarny stan równowagi, do którego dąży układ termodynamiczny, ma tak niską produkcję entropii, na jaką pozwalają warunki brzegowe nałożone na układ.
Oświadczenie Prigożynawywodzi się z twierdzenia Larsa Onsagera: dla małych odchyleń od równowagi przepływ termodynamiczny można przedstawić jako kombinację sum liniowych sił napędowych.
Myśl Schrödingera w swojej pierwotnej formie
Równanie Schrödingera dla stanów stacjonarnych w znacznym stopniu przyczyniło się do praktycznej obserwacji falowych właściwości cząstek. Jeśli interpretacja fal de Broglie i relacji nieoznaczoności Heisenberga daje teoretyczne wyobrażenie o ruchu cząstek w polach sił, to oświadczenie Schrödingera, napisane w 1926 roku, opisuje procesy obserwowane w praktyce.
W swojej oryginalnej formie wygląda tak.
gdzie,
i - jednostka urojona.
Równanie Schrödingera dla stanów stacjonarnych
Jeśli pole, w którym znajduje się cząstka, jest stałe w czasie, to równanie nie zależy od czasu i można je przedstawić w następujący sposób.
Równanie Schrödingera dla stanów stacjonarnych opiera się na postulatach Bohra dotyczących własności atomów i ich elektronów. Jest uważany za jedno z głównych równań termodynamiki kwantowej.
Energia przejściowa
Kiedy atom jest w stanie stacjonarnym, promieniowanie nie występuje, ale elektrony poruszają się z pewnym przyspieszeniem. W tym przypadku stany elektronów wyznaczane są na każdym orbicie energią Et. W przybliżeniu jego wartość można oszacować na podstawie potencjału jonizacji tego poziomu elektronicznego.
TakTak więc po pierwszym stwierdzeniu pojawiła się nowa. Drugi postulat Bohra mówi: jeśli podczas ruchu ujemnie naładowanej cząstki (elektronu) jej moment pędu (L =mevr) to wielokrotność stałej słupka podzielona przez 2π, wtedy atom jest w stanie stacjonarnym. Czyli: mevrn =n(h/2π)
Z tego stwierdzenia wynika kolejne: energia kwantu (fotonu) jest różnicą energii stanów stacjonarnych atomów, przez które przechodzi kwant.
Ta wartość, obliczona przez Bohra i zmodyfikowana dla celów praktycznych przez Schrödingera, wniosła znaczący wkład w wyjaśnienie termodynamiki kwantowej.
Trzeci postulat
Trzeci postulat Bohra - o przejściach kwantowych z promieniowaniem implikuje również stany stacjonarne elektronu. Tak więc promieniowanie w przejściu od jednego do drugiego jest pochłaniane lub emitowane w postaci kwantów energii. Co więcej, energia kwantów jest równa różnicy energii stanów stacjonarnych, pomiędzy którymi następuje przejście. Promieniowanie występuje tylko wtedy, gdy elektron oddala się od jądra atomu.
Trzeci postulat został potwierdzony eksperymentalnie przez eksperymenty Hertza i Franka.
Twierdzenie Prigogine'a wyjaśniało właściwości entropii dla procesów nierównowagowych dążących do równowagi.
