É importante para uma pessoa entender não apenas em que mundo ela está, mas também como este mundo surgiu. Havia alguma coisa antes do tempo e do espaço que existe agora. Como a vida se originou em seu planeta natal, e o próprio planeta não apareceu do nada.
No mundo moderno, muitas teorias foram apresentadas para o aparecimento da Terra e a origem da vida nela. Por f alta de chance de testar as teorias de vários cientistas ou visões de mundo religiosas, surgiram cada vez mais hipóteses diferentes. Uma delas, que será discutida, é a hipótese que sustenta estados estacionários. Foi desenvolvido no final do século 19 e existe até hoje.
Definição
A Hipótese do Estado Estacionário sustenta a visão de que a Terra não se formou ao longo do tempo, mas sempre existiu e sustentou constantemente a vida. Se o planeta mudou, então foi bastante insignificante: espécies de animais e plantas não surgiram, e assim comoplaneta, sempre foram, e morreram ou mudaram seus números. Esta hipótese foi apresentada pelo médico alemão Thierry William Preyer em 1880.
De onde veio a teoria?
Atualmente é impossível determinar a idade da Terra com precisão absoluta. De acordo com um estudo baseado no decaimento radioativo dos átomos, a idade do planeta é de aproximadamente 4,6 bilhões de anos. Mas esse método não é perfeito, o que permite que os adeptos apoiem as evidências fornecidas pela teoria do estado estacionário.
É razoável chamar os seguidores desta hipótese de adeptos, não de cientistas. Segundo dados modernos, o eternismo (assim é chamada a teoria de um estado estacionário) é mais uma doutrina filosófica, pois os postulados dos seguidores são semelhantes às crenças das religiões orientais: judaísmo, budismo - sobre a existência de um eterno Universo não criado.
Visão dos seguidores
Ao contrário dos ensinamentos religiosos, os adeptos que apoiam a teoria dos estados estacionários de todos os objetos do Universo têm ideias bastante precisas sobre suas próprias visões:
- A Terra sempre existiu, assim como a vida nela. Também não houve início do Universo (negação do Big Bang e hipóteses semelhantes), sempre houve.
- A modificação ocorre em pequena extensão e não afeta fundamentalmente a vida dos organismos.
- Qualquer espécie tem apenas duas formas de desenvolvimento: mudança em números ou extinção - as espécies não se movem para novas formas, não evoluem e nem mudam significativamente.
Um dos cientistas mais famosos que apoiam a hipótese de estacionárioestado, foi Vladimir Ivanovich Vernadsky. Gostava de repetir a frase: "… não houve início de vida no Cosmos que observamos, pois não houve início deste Cosmos. O Universo é eterno, como a vida nele."
A teoria do estado estacionário do Universo explica questões não resolvidas como:
- idade dos aglomerados e estrelas,
- homogeneidade e isotropia,
- radiação relíquia,
- paradoxos do redshift para objetos distantes, em torno dos quais as disputas científicas ainda não se acalmam.
Evidência
A evidência geral de um estado estacionário baseia-se na ideia de que o desaparecimento de sedimentos (ossos e resíduos) nas rochas pode ser explicado pelo aumento do tamanho de uma espécie ou população, ou pela migração de representantes para um ambiente com um clima mais favorável. Até este ponto, os depósitos não foram preservados nas camadas devido à sua completa decomposição. É inegável que em alguns tipos de solos os restos estão realmente melhor preservados, e em alguns piores ou nada.
Segundo seguidores, apenas o estudo das espécies vivas ajudará a tirar conclusões sobre a extinção.
A evidência mais comum da existência de estados estacionários são os celacantos. Na comunidade científica, foram citados como exemplo de uma espécie de transição entre peixes e anfíbios. Até recentemente, eles eram considerados extintos por volta do final do período Cretáceo - 60-70 milhões de anos atrás. Mas em 1939, ao largo da costa de cerca de. Madagascar foi capturado vivo representante de celacantos. Assim, agora o celacanto não é mais considerado uma forma de transição.
A segunda prova é o Archaeopteryx. Nos livros didáticos de biologia, essa criatura é apresentada como uma forma de transição entre répteis e pássaros. Tinha plumagem e podia s altar de galho em galho em longas distâncias. Mas essa teoria entrou em colapso quando, em 1977, restos de pássaros sem dúvida mais antigos que os ossos do Archaeopteryx foram encontrados no Colorado. Portanto, a suposição é correta de que o Archaeopteryx não era uma forma de transição nem um primeiro pássaro. Neste ponto, a hipótese do estado estacionário tornou-se uma teoria.
Além desses exemplos marcantes, existem outros. Por exemplo, a teoria de um estado estacionário é confirmada pelo "extinto" e encontrado em lingulas selvagens (braquiópodes marinhos), tuatara ou tuatara (lagarto grande), solendons (musaranhos). Ao longo de milhões de anos, essas espécies não mudaram de seus ancestrais fósseis.
Esses "erros" paleontológicos são suficientes. Mesmo agora, os cientistas não podem dizer com precisão qual espécie extinta poderia ser a antecessora da viva. Foram essas lacunas no ensino paleontológico que levaram os adeptos à ideia da existência de um estado estacionário.
Status na comunidade científica
Mas teorias baseadas em erros de outras pessoas não são aceitas nos círculos científicos. Estados estacionários contradizem a pesquisa astronômica moderna. Stephen Hawking em seu livro Uma Breve Históriatempo" observa que se o Universo realmente evoluiu em algum "tempo imaginário", então não haveria singularidades.
Uma singularidade no sentido astronômico é um ponto através do qual é impossível traçar uma linha reta. Um exemplo notável é um buraco negro - uma região que mesmo a luz se movendo na velocidade máxima conhecida não pode deixar. O centro de um buraco negro é considerado uma singularidade - átomos comprimidos ao infinito.
Assim, na comunidade científica, tal hipótese é filosófica, mas sua contribuição para o desenvolvimento de outras teorias é importante. Assim, as perguntas feitas aos arqueólogos e paleontólogos pelos seguidores do Eternismo forçam os cientistas a revisarem com mais cuidado suas pesquisas e verificarem novamente os dados científicos.
Considerando os estados estacionários como uma teoria da origem da vida na Terra, não devemos esquecer o significado quântico desta frase, para não nos confundirmos nos conceitos.
O que é termodinâmica quântica?
O primeiro avanço significativo na termodinâmica quântica foi feito por Niels Bohr, que publicou os três principais postulados nos quais se baseia a grande maioria dos cálculos e declarações dos físicos e químicos de hoje. Três postulados foram percebidos com ceticismo, mas era impossível não reconhecê-los como verdadeiros naquele momento. Mas o que é termodinâmica quântica?
A forma termodinâmica na física clássica e quântica é um sistema de corpos que trocam energia interna entre si e comcorpos circundantes. Pode consistir em um corpo ou vários, e ao mesmo tempo está em estados que são diferentes em pressão, volume, temperatura, etc.
Em um sistema de equilíbrio, todos os parâmetros têm um valor estritamente fixo, portanto, corresponde a um estado de equilíbrio. Representa processos reversíveis.
Em uma forma de não equilíbrio, pelo menos um parâmetro não tem valor fixo. Tais sistemas estão fora do equilíbrio termodinâmico, na maioria das vezes representam processos irreversíveis, por exemplo, os químicos.
Se tentarmos mostrar o estado de equilíbrio na forma de um gráfico, obteremos um ponto. No caso de um estado de não equilíbrio, o gráfico será sempre diferente, mas não em forma de ponto, devido a um ou mais valores imprecisos.
Relaxamento é o processo de transição de um estado de não equilíbrio (irreversível) para um estado de equilíbrio (reversível). Os conceitos de processos reversíveis e irreversíveis desempenham um papel importante na termodinâmica.
Teorema de Prigozhin
Esta é uma das conclusões da termodinâmica sobre processos de não equilíbrio. Segundo ele, em um estado estacionário de um sistema linear de não equilíbrio, a produção de entropia é mínima. Com a completa ausência de obstáculos para alcançar um estado de equilíbrio, o valor da entropia cai para zero. O teorema foi provado em 1947 pelo físico I. R. Prigogine.
O significado disso é que o estado estacionário de equilíbrio, para o qual o sistema termodinâmico tende, tem uma produção de entropia tão baixa quanto as condições de contorno impostas ao sistema permitem.
Declaração de Prigozhinprocedeu do teorema de Lars Onsager: para pequenos desvios do equilíbrio, o fluxo termodinâmico pode ser representado como uma combinação das somas das forças motrizes lineares.
Pensamento de Schrödinger em sua forma original
A equação de Schrödinger para estados estacionários contribuiu significativamente para a observação prática das propriedades ondulatórias das partículas. Se a interpretação das ondas de Broglie e a relação de incerteza de Heisenberg dão uma ideia teórica do movimento das partículas em campos de força, então a afirmação de Schrödinger, escrita em 1926, descreve os processos observados na prática.
Em sua forma original, fica assim.
onde,
i - unidade imaginária.
Equação de Schrödinger para estados estacionários
Se o campo no qual a partícula está localizada é constante no tempo, então a equação não depende do tempo e pode ser representada da seguinte forma.
A equação de Schrödinger para estados estacionários é baseada nos postulados de Bohr sobre as propriedades dos átomos e seus elétrons. É considerada uma das principais equações da termodinâmica quântica.
Energia de transição
Quando um átomo está em estado estacionário, não ocorre radiação, mas os elétrons se movem com alguma aceleração. Neste caso, os estados dos elétrons são determinados em cada orbital com a energia Et. Aproximadamente seu valor pode ser estimado pelo potencial de ionização deste nível eletrônico.
EntãoAssim, após a primeira declaração, uma nova apareceu. O segundo postulado de Bohr diz: se durante o movimento de uma partícula carregada negativamente (elétron) seu momento angular (L =mevr) é um múltiplo da barra constante dividido por 2π, então o átomo está em um estado estacionário. Ou seja: mevrn =n(h/2π)
Desta afirmação segue outra: a energia de um quantum (fóton) é a diferença nas energias dos estados estacionários dos átomos pelos quais o quantum passa.
Esse valor, calculado por Bohr e modificado para fins práticos por Schrödinger, contribuiu significativamente para a explicação da termodinâmica quântica.
Terceiro Postulado
Terceiro postulado de Bohr - sobre transições quânticas com radiação também implica nos estados estacionários do elétron. Assim, a radiação na transição de um para outro é absorvida ou emitida na forma de quanta de energia. Além disso, a energia dos quanta é igual à diferença nas energias dos estados estacionários entre os quais a transição ocorre. A radiação ocorre apenas quando um elétron se afasta do núcleo de um átomo.
O terceiro postulado foi confirmado experimentalmente pelos experimentos de Hertz e Frank.
O teorema de Prigogine explica as propriedades da entropia para processos fora do equilíbrio tendendo ao equilíbrio.
