برای انسان مهم است که نه تنها بفهمد در چه دنیایی است، بلکه بفهمد این جهان چگونه به وجود آمده است. آیا قبل از زمان و مکانی که اکنون وجود دارد چیزی وجود داشت؟ چگونه حیات در سیاره زادگاه او به وجود آمد و خود سیاره از ناکجاآباد ظاهر نشد.
در دنیای مدرن تئوری های زیادی برای پیدایش زمین و منشأ حیات در آن ارائه شده است. به دلیل نبود فرصتی برای آزمایش نظریات دانشمندان مختلف یا جهان بینی های دینی، فرضیه های متفاوتی بیش از پیش مطرح شد. یکی از آنها که مورد بحث قرار خواهد گرفت، فرضیه ای است که از حالت های ساکن پشتیبانی می کند. این در اواخر قرن 19 توسعه یافت و تا به امروز وجود دارد.
تعریف
فرضیه حالت پایدار این دیدگاه را تأیید می کند که زمین در طول زمان شکل نگرفته است، بلکه همیشه وجود داشته و دائماً از حیات پشتیبانی می کند. اگر سیاره تغییر کرد، پس کاملاً ناچیز بود: گونه هایی از حیوانات و گیاهان به وجود نیامدند، و درست مانندسیاره، همیشه بوده اند و یا از بین رفته اند یا تعدادشان تغییر کرده است. این فرضیه توسط پزشک آلمانی تیری ویلیام پریر در سال 1880 مطرح شد.
تئوری از کجا آمده است؟
در حال حاضر تعیین سن زمین با دقت مطلق غیرممکن است. طبق یک مطالعه بر اساس تجزیه رادیواکتیو اتم ها، سن سیاره تقریباً 4.6 میلیارد سال است. اما این روش کامل نیست، که به متخصصان اجازه می دهد از شواهد ارائه شده توسط نظریه حالت پایدار حمایت کنند.
معقول است که پیروان این فرضیه را دانشمند خطاب کنیم، نه دانشمند. بر اساس داده های مدرن، ابدیت (این گونه است که نظریه حالت ساکن نامیده می شود) بیشتر یک آموزه فلسفی است، زیرا فرضیه های پیروان مشابه اعتقادات ادیان شرقی است: یهودیت، بودیسم - در مورد وجود یک ابدی. جهان آفریده نشده.
نظرات دنبال کنندگان
برخلاف آموزه های دینی، طرفدارانی که از نظریه حالت های ساکن همه اشیای جهان حمایت می کنند، نظرات کاملاً دقیقی در مورد دیدگاه های خود دارند:
- زمین و همچنین حیات روی آن همیشه وجود داشته است. همچنین هیچ آغازی برای جهان وجود نداشته است (انکار بیگ بنگ و فرضیه های مشابه)، همیشه بوده است.
- اصلاح به میزان کمی رخ می دهد و اساساً زندگی موجودات را تحت تأثیر قرار نمی دهد.
- هر گونه ای تنها دو راه برای رشد دارد: تغییر در تعداد یا انقراض - گونه ها به شکل های جدید حرکت نمی کنند، تکامل نمی یابند و حتی به طور قابل توجهی تغییر نمی کنند.
یکی از مشهورترین دانشمندانی که از فرضیه ثابت بودن حمایت می کندایالت، ولادیمیر ایوانوویچ ورنادسکی بود. او دوست داشت این جمله را تکرار کند: "… هیچ آغازی از زندگی در کیهان وجود نداشت که ما مشاهده می کنیم، زیرا آغازی از این کیهان وجود نداشت. جهان ابدی است، مانند زندگی در آن."
نظریه وضعیت ساکن کیهان سوالات حل نشده ای را توضیح می دهد:
- سن خوشه‌ها و ستاره‌ها،
- همگنی و همسانگردی،
- تابش یادگاری،
- پارادوکس‌های انتقال به سرخ برای اجرام دور، که بحث‌های علمی درباره آنها هنوز فروکش نمی‌کند.
شواهد
شواهد کلی برای حالت پایدار بر این ایده استوار است که ناپدید شدن رسوبات (استخوان ها و مواد زائد) در سنگ ها را می توان با افزایش اندازه یک گونه یا جمعیت یا مهاجرت نمایندگان توضیح داد. به محیطی با آب و هوای مطلوب تر. تا این مرحله، رسوبات به دلیل تجزیه کامل در لایه ها حفظ نشدند. غیرقابل انکار است که در برخی از انواع خاک ها، بقایای آن در واقع بهتر و در برخی بدتر یا اصلاً حفظ می شود.
طبق گفته پیروان، فقط مطالعه گونه های زنده به نتیجه گیری در مورد انقراض کمک می کند.
شایع ترین شواهد دال بر وجود حالت های ساکن، کولاکانت ها هستند. در جامعه علمی، آنها به عنوان نمونه ای از گونه های انتقالی بین ماهی و دوزیستان ذکر شدند. تا همین اواخر، آنها در اواخر دوره کرتاسه - 60-70 میلیون سال پیش - منقرض شده بودند. اما در سال 1939، در سواحل حدود.ماداگاسکار نماینده زنده کولاکانت گرفتار شد. بنابراین، اکنون کولاکانت دیگر یک شکل انتقالی در نظر گرفته نمی شود.
برهان دوم آرکئوپتریکس است. در کتاب های درسی زیست شناسی، این موجود به صورت یک شکل انتقالی بین خزندگان و پرندگان ارائه شده است. پر داشت و می توانست از شاخه ای به شاخه دیگر در مسافت های طولانی بپرد. اما این نظریه زمانی از بین رفت که در سال 1977 بقایای پرندگانی که بدون شک مسن‌تر از استخوان‌های آرکئوپتریکس بودند در کلرادو پیدا شد. از این رو این فرض درست است که آرکئوپتریکس نه یک شکل انتقالی بوده و نه یک پرنده اولیه. در این مرحله، فرضیه حالت پایدار به یک نظریه تبدیل شد.
علاوه بر چنین نمونه های قابل توجهی، موارد دیگری نیز وجود دارد. به عنوان مثال، تئوری حالت پایدار توسط "منقرض" تایید شده و در لینگولاهای حیات وحش (بازوپایان دریایی)، تواتارا یا تواتارا (مارمولک بزرگ)، سولندون ها (شروها) یافت می شود. طی میلیون‌ها سال، این گونه‌ها نسبت به اجداد فسیلی خود تغییری نکرده‌اند.
این گونه "اشتباهات" دیرینه شناختی کافی است. حتی در حال حاضر، دانشمندان نمی توانند با دقت بگویند کدام گونه منقرض شده می تواند سلف موجود زنده باشد. همین شکاف‌ها در آموزه‌های دیرینه‌شناسی بود که طرفداران را به ایده وجود یک حالت ساکن سوق داد.
وضعیت در جامعه علمی
اما نظریه های مبتنی بر اشتباهات دیگران در محافل علمی پذیرفته نمی شوند. حالت های ثابت با تحقیقات نجومی مدرن در تضاد هستند. استیون هاوکینگ در کتاب تاریخچه مختصرزمان" خاطرنشان می کند که اگر جهان واقعاً در "زمان خیالی" تکامل یافته باشد، آنگاه هیچ تکینگی وجود نخواهد داشت.
تکینگی در معنای نجومی نقطه ای است که ترسیم خط مستقیم از آن غیرممکن است. یک مثال قابل توجه سیاهچاله است - منطقه ای که حتی نوری که با حداکثر سرعت شناخته شده حرکت می کند نمی تواند از آن خارج شود. مرکز یک سیاهچاله به عنوان یک تکینگی در نظر گرفته می شود - اتم ها تا بی نهایت فشرده شده اند.
بنابراین، در جامعه علمی، چنین فرضیه ای فلسفی است، اما سهم آن در توسعه نظریه های دیگر مهم است. بنابراین، سؤالاتی که پیروان ابدیت برای باستان شناسان و دیرینه شناسان مطرح می کنند، دانشمندان را مجبور می کند تا تحقیقات خود را با دقت بیشتری بررسی کنند و داده های علمی را دوباره بررسی کنند.
با در نظر گرفتن حالت های ساکن به عنوان نظریه ای در مورد منشأ حیات روی زمین، نباید معنای کوانتومی این عبارت را فراموش کنیم تا در مفاهیم اشتباه نشویم.
ترمودینامیک کوانتومی چیست؟
نخستین پیشرفت مهم در ترمودینامیک کوانتومی توسط نیلز بور انجام شد، که سه فرض اصلی را منتشر کرد که اکثریت قریب به اتفاق محاسبات و اظهارات فیزیکدانان و شیمیدانان امروزی بر اساس آنها استوار است. سه فرض با شک و تردید درک شد، اما در آن زمان غیرممکن بود که آنها را درست تشخیص دهیم. اما ترمودینامیک کوانتومی چیست؟
شکل ترمودینامیکی هم در فیزیک کلاسیک و هم در فیزیک کوانتومی سیستمی از اجسام است که انرژی درونی را با یکدیگر مبادله می کنند.بدن های اطراف این می تواند از یک جسم یا چند جسم تشکیل شده باشد و در عین حال در حالت هایی باشد که از نظر فشار، حجم، دما و غیره متفاوت است.
در یک سیستم تعادلی، همه پارامترها یک مقدار کاملاً ثابت دارند، بنابراین با یک حالت تعادل مطابقت دارد. فرآیندهای برگشت پذیر را نشان می دهد.
در یک فرم غیرتعادلی، حداقل یک پارامتر مقدار ثابتی ندارد. چنین سیستم هایی خارج از تعادل ترمودینامیکی هستند، اغلب آنها فرآیندهای برگشت ناپذیر، به عنوان مثال، فرآیندهای شیمیایی را نشان می دهند.
اگر بخواهیم حالت تعادل را به شکل نمودار نمایش دهیم، یک نقطه به دست می آوریم. در حالت عدم تعادل، نمودار به دلیل یک یا چند مقدار نادرست همیشه متفاوت خواهد بود، اما به شکل نقطه نیست.
آرامش فرآیند انتقال از حالت غیرتعادلی (غیرقابل برگشت) به حالت تعادلی (برگشت پذیر) است. مفاهیم فرآیندهای برگشت‌پذیر و برگشت‌ناپذیر نقش مهمی در ترمودینامیک دارند.
قضیه پریگوژین
این یکی از نتایج ترمودینامیک در مورد فرآیندهای غیرتعادلی است. به گفته وی، در حالت ساکن یک سیستم غیرتعادلی خطی، تولید آنتروپی حداقل است. با فقدان کامل موانع برای رسیدن به حالت تعادل، مقدار آنتروپی به صفر می رسد. این قضیه در سال 1947 توسط فیزیکدان I. R. Prigogine اثبات شد.
معنای آن این است که حالت ساکن تعادلی که سیستم ترمودینامیکی به آن گرایش دارد، تولید آنتروپی پایینی دارد که شرایط مرزی تحمیل شده بر سیستم اجازه می دهد.
بیانیه
پریگوژینبرگرفته از قضیه لارس اونساگر: برای انحرافات کوچک از تعادل، جریان ترمودینامیکی را می توان به صورت ترکیبی از مجموع نیروهای محرکه خطی نشان داد.
اندیشه شرودینگر در شکل اصلی خود
معادله شرودینگر برای حالت های ساکن سهم قابل توجهی در مشاهده عملی خواص موجی ذرات داشته است. اگر تفسیر امواج دو بروگلی و رابطه عدم قطعیت هایزنبرگ یک ایده نظری از حرکت ذرات در میدان‌های نیرو به دست می‌دهد، بیانیه شرودینگر که در سال 1926 نوشته شده است، فرآیندهای مشاهده شده را در عمل توصیف می‌کند.
در شکل اصلی خود به این شکل است.
کجا،
i - واحد خیالی.
معادله شرودینگر برای حالات ساکن
اگر میدانی که ذره در آن قرار دارد از نظر زمان ثابت باشد، معادله به زمان بستگی ندارد و می تواند به صورت زیر نمایش داده شود.
معادله شرودینگر برای حالت های ساکن بر اساس فرضیه های بور در مورد خواص اتم ها و الکترون های آنها است. این یکی از معادلات اصلی ترمودینامیک کوانتومی در نظر گرفته می شود.
انرژی انتقال
وقتی یک اتم در حالت ساکن است، هیچ تشعشعی رخ نمی دهد، اما الکترون ها با مقداری شتاب حرکت می کنند. در این حالت، حالات الکترونی روی هر اوربیتال با انرژی Et تعیین می شود. تقریباً مقدار آن را می توان با پتانسیل یونیزاسیون این سطح الکترونیکی تخمین زد.
پسبنابراین، پس از اولین بیانیه، یک عبارت جدید ظاهر شد. اصل دوم بور می گوید: اگر در حین حرکت یک ذره با بار منفی (الکترون) تکانه زاویه ای آن (L =mevr) مضربی از میله ثابت تقسیم بر 2π است، سپس اتم در حالت ساکن است. یعنی: mevrn =n(h/2π)
از این گزاره، دیگری بر می آید: انرژی یک کوانتوم (فوتون) تفاوت در انرژی حالت های ساکن اتم ها است که کوانتوم از آن عبور می کند.
این مقدار که توسط بور محاسبه شده و برای اهداف عملی توسط شرودینگر اصلاح شده است، سهم قابل توجهی در توضیح ترمودینامیک کوانتومی داشته است.
اصل سوم
اصل سوم بور - در مورد انتقال کوانتومی با تابش، همچنین بر حالات ساکن الکترون دلالت دارد. بنابراین، تابش در انتقال از یکی به دیگری جذب یا به شکل کوانتوم انرژی منتشر می شود. علاوه بر این، انرژی کوانتوم ها برابر است با تفاوت در انرژی های حالت های ثابتی که بین آنها انتقال صورت می گیرد. تابش تنها زمانی رخ می دهد که یک الکترون از هسته اتم دور شود.
فرض سوم به طور تجربی توسط آزمایش‌های هرتز و فرانک تأیید شد.
قضیه پریگوژین خواص آنتروپی را برای فرآیندهای غیرتعادلی که تمایل به تعادل دارند توضیح داد.
