Il est important pour une personne de comprendre non seulement dans quel monde elle se trouve, mais aussi comment ce monde est né. Y avait-il quelque chose avant le temps et l'espace qui existe maintenant. Comment la vie est née sur sa planète natale, et la planète elle-même n'est pas apparue de nulle part.
Dans le monde moderne, de nombreuses théories ont été avancées sur l'apparition de la Terre et l'origine de la vie sur celle-ci. Faute d'une chance de tester les théories de divers scientifiques ou visions du monde religieuses, de plus en plus d'hypothèses différentes ont surgi. L'une d'elles, qui sera discutée, est l'hypothèse qui soutient les états stationnaires. Il a été développé à la fin du 19e siècle et existe encore aujourd'hui.
Définition
L'hypothèse de l'état d'équilibre soutient l'idée que la Terre ne s'est pas formée au fil du temps, mais qu'elle a toujours existé et a constamment soutenu la vie. Si la planète a changé, alors c'était tout à fait insignifiant: les espèces d'animaux et de plantes n'ont pas surgi, et tout commeplanète, l'ont toujours été, et soit se sont éteintes, soit ont changé de nombre. Cette hypothèse a été avancée par le médecin allemand Thierry William Preyer en 1880.
D'où vient la théorie ?
Il est actuellement impossible de déterminer l'âge de la Terre avec une précision absolue. Selon une étude basée sur la désintégration radioactive des atomes, l'âge de la planète est d'environ 4,6 milliards d'années. Mais cette méthode n'est pas parfaite, ce qui permet aux adeptes d'étayer les preuves apportées par la théorie de l'état stationnaire.
Il est raisonnable d'appeler les adeptes de cette hypothèse des adeptes, pas des scientifiques. Selon les données modernes, l'éternisme (c'est ainsi que l'on appelle la théorie d'un état stationnaire) est davantage une doctrine philosophique, puisque les postulats des adeptes sont similaires aux croyances des religions orientales: judaïsme, bouddhisme - sur l'existence d'un éternel Univers incréé.
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Contrairement aux enseignements religieux, les adeptes qui soutiennent la théorie des états stationnaires de tous les objets de l'Univers ont des idées assez précises sur leurs propres points de vue:
- La Terre a toujours existé, ainsi que la vie. Il n'y a pas eu non plus de commencement de l'Univers (déni du Big Bang et hypothèses similaires), il l'a toujours été.
- La modification se produit dans une faible mesure et n'affecte pas fondamentalement la vie des organismes.
- Toute espèce n'a que deux modes de développement: changement de nombre ou extinction - les espèces ne prennent pas de nouvelles formes, n'évoluent pas et ne changent même pas de manière significative.
L'un des scientifiques les plus célèbres soutenant l'hypothèse de l'arrêtÉtat, était Vladimir Ivanovitch Vernadsky. Il aimait répéter la phrase: "… il n'y a pas eu de commencement de vie dans le Cosmos que nous observons, puisqu'il n'y a pas eu de commencement de ce Cosmos. L'Univers est éternel, comme la vie en lui."
La théorie de l'état stationnaire de l'Univers explique des questions non résolues telles que:
- âge des amas et des étoiles,
- homogénéité et isotropie,
- rayonnement relique,
- paradoxes du redshift pour les objets distants, autour desquels les disputes scientifiques ne s'apaisent toujours pas.
Preuve
La preuve générale d'un état d'équilibre est basée sur l'idée que la disparition des sédiments (os et déchets) dans les roches peut s'expliquer par une augmentation de la taille d'une espèce ou d'une population, ou la migration de représentants à un environnement au climat plus favorable. Jusqu'à présent, les dépôts n'étaient pas conservés dans les couches en raison de leur décomposition complète. Il est indéniable que dans certains types de sols, les vestiges sont en fait mieux conservés, et dans d'autres moins bien ou pas du tout.
Selon les adeptes, seule l'étude des espèces vivantes permettra de tirer des conclusions sur l'extinction.
La preuve la plus courante de l'existence d'états stationnaires est le cœlacanthe. Dans la communauté scientifique, ils ont été cités comme un exemple d'espèce de transition entre les poissons et les amphibiens. Jusqu'à récemment, ils étaient considérés comme éteints vers la fin du Crétacé - il y a 60 à 70 millions d'années. Mais en 1939, au large d'environ. Madagascar a été capturé vivant représentant des coelacanthes. Ainsi, le cœlacanthe n'est plus considéré comme une forme de transition.
La deuxième preuve est Archaeopteryx. Dans les manuels de biologie, cette créature est présentée comme une forme de transition entre les reptiles et les oiseaux. Il avait du plumage et pouvait sauter de branche en branche sur de longues distances. Mais cette théorie s'est effondrée quand, en 1977, des restes d'oiseaux sans doute plus anciens que les ossements d'Archaeopteryx ont été découverts dans le Colorado. Par conséquent, l'hypothèse est correcte selon laquelle Archaeopteryx n'était ni une forme de transition ni un premier oiseau. À ce stade, l'hypothèse de l'état d'équilibre est devenue une théorie.
En plus de ces exemples frappants, il y en a d'autres. Par exemple, la théorie d'un état d'équilibre est confirmée par les « éteints » et se retrouve dans la faune lingulas (brachiopodes marins), tuatara, ou tuatara (grand lézard), solendons (musaraignes). Pendant des millions d'années, ces espèces n'ont pas changé depuis leurs ancêtres fossiles.
De telles "erreurs" paléontologiques suffisent. Même maintenant, les scientifiques ne peuvent pas dire avec précision quelle espèce éteinte pourrait être le prédécesseur de l'espèce vivante. Ce sont ces lacunes dans l'enseignement paléontologique qui ont conduit les adhérents à l'idée de l'existence d'un état stationnaire.
Statut dans la communauté scientifique
Mais les théories basées sur les erreurs des autres ne sont pas acceptées dans les cercles scientifiques. Les états stationnaires contredisent la recherche astronomique moderne. Stephen Hawking dans son livre Une brève histoiretemps" note que si l'Univers évoluait vraiment dans un "temps imaginaire", alors il n'y aurait pas de singularités.
Une singularité au sens astronomique est un point par lequel il est impossible de tracer une droite. Un exemple frappant est un trou noir - une région que même la lumière se déplaçant à la vitesse maximale connue ne peut pas quitter. Le centre d'un trou noir est considéré comme une singularité - des atomes compressés à l'infini.
Ainsi, dans la communauté scientifique, une telle hypothèse est philosophique, mais sa contribution au développement d'autres théories est importante. Ainsi, les questions posées aux archéologues et paléontologues par les adeptes de l'éternisme obligent les scientifiques à revoir plus attentivement leurs recherches et à revérifier les données scientifiques.
Considérant les états stationnaires comme une théorie de l'origine de la vie sur Terre, il ne faut pas oublier le sens quantique de cette phrase, afin de ne pas se perdre dans les concepts.
Qu'est-ce que la thermodynamique quantique ?
La première percée significative en thermodynamique quantique a été réalisée par Niels Bohr, qui a publié les trois principaux postulats sur lesquels reposent la grande majorité des calculs et des déclarations des physiciens et chimistes d'aujourd'hui. Trois postulats furent perçus avec scepticisme, mais il était impossible de ne pas les reconnaître comme vrais à cette époque. Mais qu'est-ce que la thermodynamique quantique ?
La forme thermodynamique en physique classique et quantique est un système de corps qui échangent de l'énergie interne entre eux et aveccorps environnants. Il peut être constitué d'un corps ou de plusieurs, et en même temps il se trouve dans des états différents en pression, volume, température, etc.
Dans un système d'équilibre, tous les paramètres ont une valeur strictement fixe, cela correspond donc à un état d'équilibre. Représente les processus réversibles.
Dans une forme hors d'équilibre, au moins un paramètre n'a pas de valeur fixe. De tels systèmes sont hors d'équilibre thermodynamique, le plus souvent ils représentent des processus irréversibles, par exemple des processus chimiques.
Si nous essayons d'afficher l'état d'équilibre sous la forme d'un graphique, nous obtiendrons un point. Dans le cas d'un état de non-équilibre, le graphique sera toujours différent, mais pas sous la forme d'un point, en raison d'une ou plusieurs valeurs imprécises.
La relaxation est le processus de transition d'un état de non-équilibre (irréversible) à un état d'équilibre (réversible). Les concepts de processus réversibles et irréversibles jouent un rôle important en thermodynamique.
Théorème de Prigozhin
C'est l'une des conclusions de la thermodynamique sur les processus hors d'équilibre. Selon lui, dans un état stationnaire d'un système de non-équilibre linéaire, la production d'entropie est minime. En l'absence totale d'obstacles à l'atteinte d'un état d'équilibre, la valeur d'entropie tombe à zéro. Le théorème a été prouvé en 1947 par le physicien I. R. Prigogine.
Cela signifie que l'état stationnaire d'équilibre, vers lequel tend le système thermodynamique, a une production d'entropie aussi faible que le permettent les conditions aux limites imposées au système.
Déclaration de Prigozhinprocédait du théorème de Lars Onsager: pour de petites déviations par rapport à l'équilibre, le flux thermodynamique peut être représenté comme une combinaison des sommes des forces motrices linéaires.
La pensée de Schrödinger sous sa forme originale
L'équation de Schrödinger pour les états stationnaires a apporté une contribution significative à l'observation pratique des propriétés ondulatoires des particules. Si l'interprétation des ondes de Broglie et la relation d'incertitude de Heisenberg donnent une idée théorique du mouvement des particules dans les champs de force, alors la déclaration de Schrödinger, écrite en 1926, décrit les processus observés dans la pratique.
Dans sa forme originale, il ressemble à ceci.
où,
i - unité imaginaire.
Équation de Schrödinger pour les états stationnaires
Si le champ dans lequel se trouve la particule est constant dans le temps, alors l'équation ne dépend pas du temps et peut être représentée comme suit.
L'équation de Schrödinger pour les états stationnaires est basée sur les postulats de Bohr concernant les propriétés des atomes et de leurs électrons. Elle est considérée comme l'une des principales équations de la thermodynamique quantique.
Énergie de transition
Lorsqu'un atome est dans un état stationnaire, aucun rayonnement ne se produit, mais les électrons se déplacent avec une certaine accélération. Dans ce cas, les états électroniques sont déterminés sur chaque orbitale avec l'énergie Et. Approximativement sa valeur peut être estimée par le potentiel d'ionisation de ce niveau électronique.
AlorsAinsi, après la première déclaration, une nouvelle est apparue. Le deuxième postulat de Bohr dit: si pendant le mouvement d'une particule chargée négativement (électron) son moment cinétique (L =mevr) est un multiple de la barre constante divisé par 2π, alors l'atome est dans un état stationnaire. Soit: mevrn =n(h/2π)
De cette déclaration, une autre découle: l'énergie d'un quantum (photon) est la différence entre les énergies des états stationnaires des atomes à travers lesquels passe le quantum.
Cette valeur, calculée par Bohr et modifiée à des fins pratiques par Schrödinger, a apporté une contribution significative à l'explication de la thermodynamique quantique.
Troisième postulat
Le troisième postulat de Bohr - sur les transitions quantiques avec rayonnement implique également les états stationnaires de l'électron. Ainsi, le rayonnement lors de la transition de l'un à l'autre est absorbé ou émis sous forme de quanta d'énergie. De plus, l'énergie des quanta est égale à la différence des énergies des états stationnaires entre lesquels s'effectue la transition. Le rayonnement ne se produit que lorsqu'un électron s'éloigne du noyau d'un atome.
Le troisième postulat a été confirmé expérimentalement par les expériences de Hertz et Frank.
Le théorème de Prigogine a expliqué les propriétés de l'entropie pour les processus hors d'équilibre tendant vers l'équilibre.
