Inimesele on oluline mõista mitte ainult seda, mis maailmas ta on, vaid ka seda, kuidas see maailm tekkis. Kas oli midagi enne praegu eksisteerivat aega ja ruumi. Kuidas tema koduplaneedil elu tekkis ja planeet ise ei tekkinud tühjast kohast.
Kaasaegses maailmas on Maa välimuse ja sellel asuva elu tekke kohta välja pakutud palju teooriaid. Kuna puudus võimalus katsetada erinevate teadlaste teooriaid või religioosseid maailmavaateid, kerkis esile üha rohkem erinevaid hüpoteese. Üks neist, mida arutatakse, on statsionaarseid olekuid toetav hüpotees. See töötati välja 19. sajandi lõpus ja on olemas tänapäevani.
Definitsioon
Püsiseisundi hüpotees toetab seisukohta, et Maa ei tekkinud aja jooksul, vaid on alati eksisteerinud ja elu pidev alt toetanud. Kui planeet muutus, siis oli see üsna tähtsusetu: looma- ja taimeliike ei tekkinud ja nagu kaon alati olnud ja kas surid välja või muutsid oma arvu. Selle hüpoteesi esitas saksa arst Thierry William Preyer 1880. aastal.
Kust teooria tuli?
Praegu on võimatu absoluutse täpsusega määrata Maa vanust. Aatomite radioaktiivsel lagunemisel põhineva uuringu kohaselt on planeedi vanus ligikaudu 4,6 miljardit aastat. Kuid see meetod ei ole täiuslik, mis võimaldab asjatundjatel toetada püsiseisundi teooria esitatud tõendeid.
Selle hüpoteesi järgijaid on mõistlik nimetada asjatundjateks, mitte teadlasteks. Tänapäeva andmetel on eternism (nii nimetatakse statsionaarse seisundi teooriat) pigem filosoofiline õpetus, kuna järgijate postulaadid on sarnased ida religioonide uskumustega: judaism, budism - igavese olemasolust. loomata universum.
Jälgijate vaated
Erinev alt religioossetest õpetustest on järgijatel, kes toetavad kõigi universumi objektide statsionaarsete olekute teooriat, oma seisukohtade kohta üsna täpsed ettekujutused:
- Maa on alati eksisteerinud, nagu ka elu sellel. Samuti ei olnud Universumi algust (Suure Paugu ja sarnaste hüpoteeside eitamine), see on alati olnud.
- Modifikatsioon toimub vähesel määral ja ei mõjuta põhimõtteliselt organismide elu.
- Igal liikidel on ainult kaks arenguviisi: arvukuse muutumine või väljasuremine – liigid ei liigu uutesse vormidesse, ei arene ega muutu isegi oluliselt.
Üks kuulsamaid teadlasi, kes toetab statsionaarse hüpoteesiosariik, oli Vladimir Ivanovitš Vernadski. Talle meeldis korrata fraasi: "… kosmoses polnud elu algust, mida me vaatleme, kuna sellel Kosmosel polnud algust. Universum on igavene, nagu elu selles."
Universumi statsionaarse oleku teooria selgitab selliseid lahendamata küsimusi nagu:
- parvede ja tähtede vanus,
- homogeensus ja isotroopia,
- reliikvia kiirgus,
- punanihke paradoksid kaugete objektide jaoks, mille ümber teaduslikud vaidlused ikka veel ei vaibu.
Tõendusmaterjal
Püsiseisundi üldised tõendid põhinevad ideel, et setete (luude ja jääkainete) kadumine kivimitesse on seletatav liigi või populatsiooni suuruse suurenemise või esindajate rändega soodsama kliimaga keskkonda. Seni ei säilinud ladestused kihtides nende täieliku lagunemise tõttu. On vaieldamatu, et mõnel mullatüübil on säilmed tegelikult paremini säilinud, mõnel aga halvemini või üldse mitte.
Jälgijate sõnul aitab väljasuremise kohta järeldusi teha ainult elusate liikide uurimine.
Kõige tavalisem tõend statsionaarsete olekute olemasolu kohta on koelakantid. Teadusringkondades mainiti neid kalade ja kahepaiksete vahelise üleminekuliigi näitena. Kuni viimase ajani peeti neid väljasurnuks umbes kriidiajastu lõpus – 60–70 miljonit aastat tagasi. Kuid 1939. aastal rannikul umbes. Madagaskar tabati elus alt koelakantide esindajana. Seega ei peeta koelakanti nüüd enam üleminekuvormiks.
Teine tõestus on Archeopteryx. Bioloogiaõpikutes on see olend kujutatud üleminekuvormina roomajate ja lindude vahel. Sellel oli sulestik ja ta võis hüpata oks alt oksale pikki vahemaid. Kuid see teooria kukkus kokku, kui 1977. aastal leiti Coloradost lindude säilmed, mis olid kahtlemata vanemad kui Archeopteryxi luud. Seega on õige oletus, et Archeopteryx ei olnud üleminekuvorm ega esimene lind. Sel hetkel muutus püsiseisundi hüpotees teooriaks.
Lisaks sellistele markantsele näidetele on ka teisi. Näiteks püsiseisundi teooriat kinnitavad "väljasurnud" ja seda leidub metsloomadel lingulid (mere käsijalgsed), tuatara või tuatara (suur sisalik), solendonid (sisalikud). Miljonite aastate jooksul pole need liigid oma fossiilsete esivanematega võrreldes muutunud.
Sellistest paleontoloogilistest "vigadest" piisab. Ka praegu ei oska teadlased täpselt öelda, milline väljasurnud liik võiks olla elava eelkäija. Just need lüngad paleontoloogiaõpetuses viisid järgijad statsionaarse oleku olemasolu ideeni.
Seatus teadusringkondades
Kuid teiste inimeste vigadel põhinevaid teooriaid teadusringkondades ei aktsepteerita. Statsionaarsed seisundid on vastuolus tänapäevaste astronoomiliste uuringutega. Stephen Hawking oma raamatus A Brief Historyaeg" märgib, et kui universum tõesti areneks mingis "kujuteldavas ajas", siis singulaarsusi ei oleks.
Singulaarsus astronoomilises mõttes on punkt, mille kaudu on võimatu tõmmata sirgjoont. Markantne näide on must auk – piirkond, kust isegi suurima teadaoleva kiirusega liikuv valgus ei pääse. Musta augu keskpunkti peetakse singulaarsuseks – aatomid on kokkusurutud lõpmatuseni.
Seega on teadusringkondades selline hüpotees filosoofiline, kuid selle panus teiste teooriate arendamisse on oluline. Seega sunnivad eternismi järgijate poolt arheoloogidele ja paleontoloogidele püstitatud küsimused teadlasi oma uurimistööd hoolikam alt üle vaatama ja teaduslikke andmeid uuesti üle kontrollima.
Arvestades statsionaarseid seisundeid kui Maal elu tekke teooriat, ei tohi me unustada selle fraasi kvanttähendust, et mitte mõistetes segadusse sattuda.
Mis on kvanttermodünaamika?
Esimese olulise läbimurde kvanttermodünaamikas tegi Niels Bohr, kes avaldas kolm peamist postulaati, millel põhineb valdav enamus tänapäeva füüsikute ja keemikute arvutustest ja väidetest. Kolme postulaati tajuti skeptiliselt, kuid toona oli võimatu neid tõeseks jätta. Aga mis on kvanttermodünaamika?
Termodünaamiline vorm nii klassikalises kui ka kvantfüüsikas on kehade süsteem, mis vahetavad omavahel jaümbritsevad kehad. See võib koosneda ühest või mitmest kehast, kuid samal ajal on see erineva rõhu, mahu, temperatuuri jne olekus.
Tasakaalusüsteemis on kõigil parameetritel rangelt fikseeritud väärtus, seega vastab see tasakaaluolekule. Esindab pöörduvaid protsesse.
Tasakaaluvälisel kujul ei ole vähem alt ühel parameetril fikseeritud väärtust. Sellised süsteemid on termodünaamilisest tasakaalust väljas, enamasti esindavad nad pöördumatuid protsesse, näiteks keemilisi.
Kui proovime tasakaaluseisundit kuvada graafiku kujul, saame punkti. Mittetasakaaluseisundi korral on graafik ühe või mitme ebatäpse väärtuse tõttu alati erinev, kuid mitte punkti kujul.
Lõõgastumine on mittetasakaaluseisundist (pöördumatust) tasakaaluolekusse (pöörduvasse) ülemineku protsess. Pöörduvate ja pöördumatute protsesside mõisted mängivad termodünaamikas olulist rolli.
Prigožini teoreem
See on üks termodünaamika järeldusi mittetasakaaluliste protsesside kohta. Tema sõnul on lineaarse mittetasakaalusüsteemi statsionaarses olekus entroopia teke minimaalne. Kui tasakaaluseisundi saavutamisel puuduvad takistused, langeb entroopia väärtus nullini. Teoreemi tõestas 1947. aastal füüsik I. R. Prigogine.
Selle tähendus seisneb selles, et tasakaalulisel statsionaarsel olekul, millele termodünaamiline süsteem kaldub, on nii madal entroopia teke, kui süsteemile seatud piirtingimused seda võimaldavad.
Prigožini avalduslähtus Lars Onsageri teoreemist: tasakaalust väikeste kõrvalekallete korral võib termodünaamilist voolu esitada lineaarsete liikumapanevate jõudude summade kombinatsioonina.
Schrödingeri mõte algsel kujul
Statsionaarsete olekute Schrödingeri võrrand on andnud olulise panuse osakeste laineliste omaduste praktilisse vaatlusse. Kui de Broglie lainete tõlgendus ja Heisenbergi määramatuse seos annavad teoreetilise ettekujutuse osakeste liikumisest jõuväljades, siis Schrödingeri 1926. aastal kirjutatud väide kirjeldab praktikas täheldatud protsesse.
Algsel kujul näeb see välja selline.
kus,
i – kujuteldav ühik.
Schrödingeri võrrand statsionaarsete olekute jaoks
Kui väli, milles osake asub, on ajas konstantne, siis võrrand ei sõltu ajast ja seda saab esitada järgmiselt.
Statsionaarsete olekute Schrödingeri võrrand põhineb Bohri postulaatidel aatomite ja nende elektronide omaduste kohta. Seda peetakse kvanttermodünaamika üheks peamiseks võrrandiks.
Üleminekuenergia
Kui aatom on statsionaarses olekus, kiirgust ei toimu, kuid elektronid liiguvad teatud kiirendusega. Sel juhul määratakse elektronide olekud igal orbitaalil energiaga Et. Ligikaudu selle väärtust saab hinnata selle elektroonilise taseme ionisatsioonipotentsiaali järgi.
NiiNii tekkis peale esimest avaldust uus. Bohri teine postulaat ütleb: kui negatiivselt laetud osakese (elektroni) liikumise ajal tema nurkimpulss (L =mevr) on konstantse riba kordne jagatuna 2π-ga, siis on aatom paigal. See on: mevrn =n(h/2π)
Sellest väitest järeldub veel üks: kvanti (footoni) energia on nende aatomite statsionaarsete olekute energiate erinevus, mida kvant läbib.
See väärtus, mille arvutas välja Bohr ja muutis praktilistel eesmärkidel Schrödinger, on andnud olulise panuse kvanttermodünaamika selgitamisse.
Kolmas postulaat
Bohri kolmas postulaat – kvantüleminekutest kiirgusega viitab ka elektroni statsionaarsetele olekutele. Seega neeldub või kiirgab kiirgus ühelt teisele üleminekul energiakvantide kujul. Pealegi on kvantide energia võrdne statsionaarsete olekute energiate erinevusega, mille vahel üleminek toimub. Kiirgus tekib ainult siis, kui elektron eemaldub aatomi tuumast.
Kolmas postulaat kinnitati eksperimentaalselt Hertzi ja Franki katsetega.
Prigogine'i teoreem selgitas entroopia omadusi mittetasakaaluliste protsesside puhul, mis kalduvad tasakaalule.
