Львів
C
» » Стаціонарні стани. Гіпотеза стаціонарного стану

Стаціонарні стани. Гіпотеза стаціонарного стану

Людині важливо розуміти не тільки в якому світі він знаходиться, але і як цей світ виник. Було щось до часу і простору, що існують в даний час. Як зародилося життя на його рідній планеті, та й сама планета адже не з'явилася з нізвідки.
Стаціонарні стани. Гіпотеза стаціонарного стану
У сучасному світі висунуто безліч теорій появи Землі та зародження на ній життя. Через брак шансу перевірити теорії різних вчених або релігійні світогляду виникало все більше і більше різних гіпотез. Одна з них, про яких і піде мова - гіпотеза, підтримуюча стаціонарні стани. Розроблена вона була наприкінці XIX століття і існує по сьогоднішній день.


Визначення

Гіпотеза стаціонарного стану підтримує думку, що Земля не формувалася з плином часу, а існувала завжди і постійно підтримувала життя. Якщо планета і видозмінювалася, то зовсім незначно: види тварин і рослин не виникали, а так само, як і планета, завжди були і вимирали, або змінювали свою чисельність. Таку гіпотезу висунув німецький медик Тьєррі Вільям Прейер в 1880 році.

Звідки з'явилася теорія?

Зараз неможливо з абсолютною точністю визначити вік Землі. Згідно з дослідженням, заснованим на радіоактивному розпаді атомів, вік планети дорівнює приблизно 46 млрд років. Але цей метод недосконалий, що дозволяє адептам підтримувати докази, які наводить теорія стаціонарного стану. Послідовників даної гіпотези розумно називати саме адептами, а не науковцями. Згідно з сучасними даними, этернизм (так інакше називається теорія стаціонарного стану) - філософське вчення, так як постулати послідовників схожі з віруваннями східних релігій: іудаїзму, буддизму - про існування вічного несотворенной Всесвіту.


Погляди послідовників

На відміну від релігійних навчань, адепти, які підтримують теорію стаціонарних станів всіх об'єктів Всесвіту, мають цілком точні уявлення про власні погляди:
  • Земля існувала завжди, так само як і життя на ній. Початку Всесвіту також не було (заперечення Великого Вибуху і подібних йому гіпотез), вона була завжди.
  • Видозміна відбувається незначною мірою і не впливає докорінно на життя організмів.
  • У кожного виду є лише два шляхи розвитку: зміна чисельності або вимирання - види не переходять у нові форми, не еволюціонують і навіть істотно не змінюються.
  • Одним з найбільш відомих вчених, що підтримують гіпотезу стаціонарного стану, був Володимир Іванович Вернадський. Він любив повторювати фразу: "початку життя в тому Космосі, який ми спостерігаємо, не було, оскільки не було початку цього Космосу. Всесвіт вічна, як і життя в ній".
    Стаціонарні стани. Гіпотеза стаціонарного стану
    Теорія стаціонарного стану Всесвіту пояснює такі невирішені питання, як:
  • вік скупчень і зірок,
  • однорідність і ізотропності,
  • реліктове випромінювання,
  • парадокси червоного зсуву для віддалених об'єктів, навколо яких до цих пір не вщухають наукові суперечки.
  • Докази

    Загальне доказ стаціонарного стану базується на ідеї, що зникнення відкладень (кісток і продуктів життєдіяльності) в породах можна пояснити збільшенням чисельності виду або популяції або переселенням представників в середу з більш сприятливим кліматом. До цього моменту відкладення не зберігалися в пластах з причини повного їх розкладання. Не можна заперечувати, що в деяких видах грунтів останки дійсно зберігаються краще, а в деяких гірше або не зберігаються взагалі.
    На думку послідовників, тільки вивчення нині живучих видів допоможе зробити висновки про вимирання. Найбільш поширеним доказом того, що існують стаціонарні стани, є латимерії (целаканты). У науковому суспільстві вони наводили як приклад перехідного виду між рибами і земноводними. До недавнього часу вважалися вимерлими приблизно в кінці крейдяного періоду - 60-70 млн років тому. Але в 1939 році біля узбережжя о. Мадагаскар був виловлений живий представник целакантов. Таким чином, зараз латимерий вже не вважають перехідною формою.
    Стаціонарні стани. Гіпотеза стаціонарного стану
    Друге доказ - археоптерикс. У підручниках біології дана істота подається як перехідна форма між рептиліями і птахами. Воно мало оперення і могло перестрибувати з гілки на гілку на великі відстані. Але ця теорія звалилася, коли в 1977 році в Колорадо були знайдені останки птахів безсумнівно більш давні, ніж кістки археоптерикса. Звідси справедливо припущення, що археоптерикс не був перехідною формою, ні первоптицей. На цьому моменті гіпотеза стаціонарного стану стала теорією. Крім таких яскравих прикладів є й інші. Наприклад, теорія стаціонарного стану підтверджується "вимерлими" і знайденими в живій природі лингулами (морськими плеченогими), гаттерией, або туатарой (великої ящіркою), солендонами (землерийками). За мільйони років ці види не зазнали змін в порівнянні з їх копалинами предками. Таких палеонтологічних "помилок" достатньо. Навіть зараз вчені не можуть з точністю сказати, який вимерлий вид міг би бути попередником нині живе. Саме такі прогалини в палеонтологічному вченні і привели адептів до ідеї існування стаціонарного стану.

    Положення в науковому товаристві

    Але в наукових колах не приймаються теорії, засновані на чужих помилках. Стаціонарні стани суперечать сучасним астрономічним дослідженням. Стівен Хокінг у своїй книзі "Коротка історія часу" зазначає, що якщо б Всесвіт дійсно розвивалася в якомусь "уявному часу", то не було жодних сингулярностей. Сингулярність в астрономічному значенні - це точка, через яку неможливо провести пряму лінію. Яскравим прикладом може стати чорна діра - область, покинути яку не може навіть світло, що рухається з максимальної відомою швидкістю. Центром чорному діри як раз і вважається сингулярність - стислі до нескінченності атоми. Таким чином, у науковому співтоваристві подібна гіпотеза відноситься до філософським, проте її внесок в розвиток інших теорій важливий. Так, питання, які ставлять перед археологами і палеонтологами послідовники этернизма, змушують вчених більш ретельно переглядати свої дослідження і перевіряти наукові дані. Розглядаючи стаціонарні стани як теорію виникнення життя на Землі, не можна забувати про квантовому сенсі цієї фрази, щоб не заплутатися в поняттях.

    Що таке квантова термодинаміка?

    Перший значний ривок у квантовій термодинаміки зробив Нільс Бор, опублікувавши три головних постулати, на яких ґрунтується переважна кількість обчислень і тверджень нинішніх фізиків і хіміків. Три постулати були сприйняті скептично, однак не визнати їх вірними на той момент було неможливо. Але що є квантова термодинаміка?
    Стаціонарні стани. Гіпотеза стаціонарного стану
    Термодинамічна форма як у класичній фізиці, так і квантової, представляє собою систему тіл, які обмінюються внутрішньою енергією один з одним і з оточуючими тілами. Складатися з одного тіла або декількох і при цьому знаходиться в станах, різних по тиску, обсягу, температури і т. д. У рівноважної системі всі параметри мають строго фіксоване значення, тому їй відповідає рівноважний стан. Являє оборотні процеси. В нерівноважної формі хоча б один параметр не має фіксованого значення. Такі системи знаходяться поза термодинамічної рівноваги, найчастіше представляють незворотні процеси, наприклад хімічні. Якщо спробувати відобразити рівноважний стан у вигляді графіка, то отримаємо точку. У разі нерівноважного стану графік завжди буде різним, але не у вигляді точки, через одного або декількох неточних значень. Релаксація - це процес переходу з нерівноважного стану (незворотної) в рівноважний (оборотне). Поняття оборотних і необоротних процесів відіграють важливу роль в термодинаміці.

    Теорема Пригожина

    Це один з висновків термодинаміки про нерівноважних процесах. Згідно з ним, в умовах стаціонарного стану лінійної нерівноважної системи виробництво ентропії мінімально. При повній відсутності перешкод для досягнення стану рівноваги значення ентропії опускається до нульової відмітки. Теорема доведена в 1947 році фізиком В. Р. Пригожиним. Сенс її полягає в тому, що рівноважний стаціонарний стан, до якого прагне термодинамічна система, має настільки низьке виробництво ентропії, наскільки дозволяють граничні умови, накладені на систему. Затвердження Пригожина виходило з теореми Ларса Онзагера: при малих відхиленнях від рівноваги термодинамічний потік можна представити у вигляді комбінації сум лінійних рушійних сил.

    Думка Шредінгера в початковому вигляді

    Рівняння Шредінгера для стаціонарних станів внесло значний внесок у практичне спостереження за хвильовими властивостями частинок. Якщо тлумачення хвиль де Бройля і співвідношення невизначеностей Гейзенберга дають теоретичне уявлення про рух часток у силових полях, то твердження Шредінгера, записане в 1926 році, описує спостережувані на практиці процеси. У вихідному вигляді вона виглядає так.
    Стаціонарні стани. Гіпотеза стаціонарного стану
    де,
    Стаціонарні стани. Гіпотеза стаціонарного стану
    i - уявна одиниця.

    Рівняння Шредінгера для стаціонарних станів

    Якщо поле, в якому знаходиться частинка, постійно у часі, то рівняння не залежить від часу і може бути представлене в наступному вигляді.
    Стаціонарні стани. Гіпотеза стаціонарного стану
    Рівняння Шредінгера для стаціонарних станів базується на постулатах Бору, що стосуються властивостей атомів і їх електронів. Воно вважається одним з головних рівнянь квантової термодинаміки.

    Енергія переходу

    При атомі, що знаходиться в стаціонарному стані, не відбувається випромінювання, але електрони рухаються з деяким прискоренням. Стану електрона при цьому визначаються на кожній орбіталі з енергією Et. Наближено її значення може бути оцінено потенціалом іонізації цього електронного рівня. Таким чином, після першого твердження з'явилося нове. Другий постулат Бора свідчить: якщо при русі негативно зарядженої частинки (електрона) момент імпульсу (L n = m e vr n ) кратний постійної планці, діленої на 2?, то атом перебуває в стаціонарному стані. Тобто: m e vr n = n(h/2?) З цього твердження випливає інше: енергія кванта (фотона) є різниця енергій стаціонарних станів атомів, через які проходить квант. Дана величина, обчислена Бором і допрацьована для практичних цілей Шредінгер, внесла значний внесок у пояснення квантової термодинаміки.

    Третій постулат

    Третій постулат Бора - про квантових переходах з випромінюванням також передбачає стаціонарні стани електрона. Так, випромінювання при переході з одного в інше поглинається або випускається у вигляді квантів енергії. Причому, енергія квантів дорівнює різниці енергій стаціонарних станів, між якими відбувається перехід. Випромінювання відбувається тільки при віддаленні електрона від ядра атома. Третій постулат був підтверджений експериментально дослідами Герца і Франка.
    Стаціонарні стани. Гіпотеза стаціонарного стану
    Теорема Пригожина пояснила властивості ентропії для нерівноважних процесів, які прагнуть до рівноважних.