Je důležité, aby člověk pochopil nejen to, v jakém světě je, ale také jak tento svět vznikl. Bylo něco před časem a prostorem, co existuje nyní? Jak na jeho domovské planetě vznikl život a planeta samotná se neobjevila z ničeho nic.
V moderním světě bylo předloženo mnoho teorií o vzhledu Země a původu života na ní. Pro nedostatek šancí otestovat teorie různých vědců či náboženských světonázorů vznikalo stále více různých hypotéz. Jednou z nich, o které bude řeč, je hypotéza, která podporuje stacionární stavy. Byl vyvinut na konci 19. století a existuje dodnes.
Definice
Hypotéza ustáleného stavu podporuje názor, že Země nevznikla v průběhu času, ale vždy existovala a neustále podporovala život. Pokud se planeta změnila, pak to bylo docela bezvýznamné: druhy zvířat a rostlin nevznikly a stejně jakoplanety, vždy byly a buď vymřely, nebo změnily jejich počet. Tuto hypotézu předložil německý lékař Thierry William Preyer v roce 1880.
Odkud se vzala teorie?
V současné době není možné určit stáří Země s absolutní přesností. Podle studie založené na radioaktivním rozpadu atomů je stáří planety přibližně 4,6 miliardy let. Tato metoda však není dokonalá, což umožňuje adeptům podpořit důkazy poskytnuté teorií ustáleného stavu.
Je rozumné nazývat stoupence této hypotézy adepty, nikoli vědci. Podle moderních údajů je eternismus (tak se nazývá teorie stacionárního stavu) spíše filozofickou doktrínou, protože postuláty následovníků jsou podobné víře východních náboženství: judaismu, buddhismu - o existenci věčného nestvořený vesmír.
Názory sledujících
Na rozdíl od náboženských učení mají přívrženci, kteří podporují teorii stacionárních stavů všech objektů vesmíru, docela přesné představy o svých vlastních názorech:
- Země vždy existovala, stejně jako život na ní. Také neexistoval žádný počátek vesmíru (popírání velkého třesku a podobné hypotézy), vždy tomu tak bylo.
- K úpravě dochází v malé míře a zásadně neovlivňuje život organismů.
- Jakýkoli druh má pouze dva způsoby vývoje: změnou počtu nebo zánikem – druhy nepřecházejí do nových forem, nevyvíjejí se a ani se výrazně nemění.
Jeden z nejznámějších vědců podporujících hypotézu stacionárnostistátu, byl Vladimír Ivanovič Vernadskij. Rád opakoval větu: "…v Kosmu, který pozorujeme, nebyl žádný počátek života, protože tento Kosmos žádný počátek neexistoval. Vesmír je věčný, jako život v něm."
Teorie stacionárního stavu vesmíru vysvětluje takové nevyřešené otázky jako:
- věk hvězdokup a hvězd,
- homogenita a izotropie,
- reliktní záření,
- paradoxy červeného posuvu pro vzdálené objekty, kolem kterých vědecké spory stále neutichají.
Evidence
Obecné důkazy pro ustálený stav jsou založeny na myšlence, že mizení sedimentů (kostí a odpadních produktů) v horninách lze vysvětlit nárůstem velikosti druhu nebo populace nebo migrací zástupců do prostředí s příznivějším klimatem. Do této chvíle se ložiska ve vrstvách nedochovala z důvodu jejich úplného rozkladu. Je nepopiratelné, že v některých typech půd jsou zbytky skutečně zachovány lépe, v některých hůře nebo vůbec.
Podle následovníků pouze studium živých druhů pomůže vyvodit závěry o vyhynutí.
Nejběžnějším důkazem existence stacionárních stavů jsou coelacanths. Ve vědecké komunitě byli uváděni jako příklad přechodného druhu mezi rybami a obojživelníky. Donedávna byli považováni za vyhynulé kolem konce křídového období - před 60-70 miliony let. Ale v roce 1939 u pobřeží asi. Madagaskar byl chycen živý zástupce coelacanthů. Nyní tedy coelacanth již není považován za přechodnou formu.
Druhým důkazem je Archaeopteryx. V učebnicích biologie je tento tvor prezentován jako přechodná forma mezi plazy a ptáky. Mělo peří a mohlo skákat z větve na větev na velké vzdálenosti. Tato teorie se však zhroutila, když byly v roce 1977 v Coloradu nalezeny pozůstatky ptáků nepochybně starších než kosti Archeopteryxe. Předpoklad je tedy správný, že Archaeopteryx nebyl ani přechodnou formou, ani prvním ptákem. V tomto bodě se hypotéza ustáleného stavu stala teorií.
Kromě takových nápadných příkladů existují další. Například teorie ustáleného stavu je potvrzena „vyhynulými“a nachází se u volně žijících živočichů lingula (mořští ramenonožci), tuatara nebo tuatara (velká ještěrka), solendons (rejsci). Během milionů let se tyto druhy od svých fosilních předků nezměnily.
Takových paleontologických „chyb“je dost. Ani nyní vědci nemohou s přesností říci, který vyhynulý druh by mohl být předchůdcem toho živého. Právě tyto mezery v paleontologickém učení přivedly stoupence k myšlence existence stacionárního stavu.
Postavení ve vědecké komunitě
Ale teorie založené na chybách jiných lidí nejsou ve vědeckých kruzích přijímány. Stacionární stavy odporují modernímu astronomickému výzkumu. Stephen Hawking ve své knize Stručná historiečas“poznamenává, že pokud by se vesmír skutečně vyvíjel v nějakém „imaginárním čase“, pak by neexistovaly žádné singularity.
Singularita v astronomickém smyslu je bod, přes který není možné nakreslit přímku. Pozoruhodným příkladem je černá díra – oblast, kterou nemůže opustit ani světlo pohybující se maximální známou rychlostí. Střed černé díry je považován za singularitu - atomy stlačené do nekonečna.
Ve vědecké komunitě je tedy taková hypotéza filozofickou hypotézou, ale její příspěvek k rozvoji jiných teorií je důležitý. Otázky, které stoupenci eternismu kladou archeologům a paleontologům, tedy nutí vědce, aby pečlivěji přezkoumali svůj výzkum a překontrolovali vědecká data.
Považujeme-li stacionární stavy za teorii původu života na Zemi, nesmíme zapomínat na kvantový význam této fráze, abychom se nepletli v pojmech.
Co je kvantová termodynamika?
První významný průlom v kvantové termodynamice učinil Niels Bohr, který zveřejnil tři hlavní postuláty, na nichž je založena naprostá většina výpočtů a výroků dnešních fyziků a chemiků. Tři postuláty byly vnímány skepticky, ale nebylo možné je tehdy neuznat jako pravdivé. Ale co je kvantová termodynamika?
Termodynamická forma v klasické i kvantové fyzice je systém těles, která si vyměňují vnitřní energii mezi sebou a sokolní těla. Může se skládat z jednoho nebo více těles a zároveň je ve stavech, které se liší tlakem, objemem, teplotou atd.
V rovnovážném systému mají všechny parametry pevně pevnou hodnotu, takže odpovídá rovnovážnému stavu. Představuje vratné procesy.
V nerovnovážné formě nemá alespoň jeden parametr pevnou hodnotu. Takové systémy jsou mimo termodynamickou rovnováhu, nejčastěji představují nevratné procesy, například chemické.
Pokud se pokusíme zobrazit rovnovážný stav ve formě grafu, dostaneme bod. V případě nerovnovážného stavu bude graf vždy jiný, ale ne ve formě bodu, kvůli jedné nebo více nepřesným hodnotám.
Relaxace je proces přechodu z nerovnovážného stavu (nevratného) do rovnovážného (vratného) stavu. Koncepty vratných a nevratných procesů hrají důležitou roli v termodynamice.
Prigozhinova věta
Toto je jeden ze závěrů termodynamiky o nerovnovážných procesech. Podle něj je ve stacionárním stavu lineárního nerovnovážného systému produkce entropie minimální. Při úplné absenci překážek pro dosažení rovnovážného stavu klesne hodnota entropie na nulu. Větu dokázal v roce 1947 fyzik I. R. Prigogine.
Smyslem toho je, že rovnovážný stacionární stav, ke kterému termodynamický systém tíhne, má produkci entropie tak nízkou, jak dovolují okrajové podmínky kladené na systém.
Prigozhinovo prohlášenívycházel z věty Larse Onsagera: pro malé odchylky od rovnováhy lze termodynamické proudění reprezentovat jako kombinaci součtů lineárních hnacích sil.
Schrödingerova myšlenka ve své původní podobě
Schrödingerova rovnice pro stacionární stavy významně přispěla k praktickému pozorování vlnových vlastností částic. Pokud interpretace de Broglieho vln a Heisenbergova vztahu neurčitosti poskytuje teoretickou představu o pohybu částic v silových polích, pak Schrödingerův výrok, napsaný v roce 1926, popisuje procesy pozorované v praxi.
Ve své původní podobě vypadá takto.
kde,
i - imaginární jednotka.
Schrödingerova rovnice pro stacionární stavy
Pokud je pole, ve kterém se částice nachází, v čase konstantní, pak rovnice nezávisí na čase a lze ji znázornit následovně.
Schrödingerova rovnice pro stacionární stavy je založena na Bohrových postulátech týkajících se vlastností atomů a jejich elektronů. Je považována za jednu z hlavních rovnic kvantové termodynamiky.
Přechodová energie
Když je atom ve stacionárním stavu, nedochází k žádnému záření, ale elektrony se pohybují s určitým zrychlením. V tomto případě jsou elektronové stavy určeny na každém orbitalu s energií Et. Přibližně jeho hodnotu lze odhadnout pomocí ionizačního potenciálu této elektronické hladiny.
TakžePo prvním prohlášení se tedy objevilo nové. Druhý Bohrův postulát říká: jestliže během pohybu záporně nabité částice (elektronu) dojde k jejímu momentu hybnosti (L =mevr) je násobek konstanty děleno 2π, pak je atom ve stacionárním stavu. To je: mevrn =n(h/2π)
Z tohoto tvrzení vyplývá další: energie kvanta (fotonu) je rozdíl v energiích stacionárních stavů atomů, kterými kvantum prochází.
Tato hodnota, vypočítaná Bohrem a upravená pro praktické účely Schrödingerem, významně přispěla k vysvětlení kvantové termodynamiky.
Třetí postulát
Bohrův třetí postulát – o kvantových přechodech se zářením také implikuje stacionární stavy elektronu. Takže záření při přechodu z jednoho do druhého je absorbováno nebo emitováno ve formě energetických kvant. Energie kvant se navíc rovná rozdílu energií stacionárních stavů, mezi kterými probíhá přechod. K záření dochází pouze tehdy, když se elektron vzdálí od jádra atomu.
Třetí postulát byl experimentálně potvrzen experimenty Hertze a Franka.
Prigoginův teorém vysvětlil vlastnosti entropie pro nerovnovážné procesy, které mají tendenci k rovnováze.
