Durağan durumlar. Kararlı Durum Hipotezi

İçindekiler:

Durağan durumlar. Kararlı Durum Hipotezi
Durağan durumlar. Kararlı Durum Hipotezi
Anonim

Kişinin sadece hangi dünyada olduğunu değil, bu dünyanın nasıl ortaya çıktığını da anlaması önemlidir. Şimdi var olan zaman ve uzaydan önce bir şey var mıydı? Ana gezegeninde yaşam nasıl ortaya çıktı ve gezegenin kendisi birdenbire ortaya çıkmadı.

kararlı durum hipotezi
kararlı durum hipotezi

Modern dünyada, Dünya'nın görünümü ve üzerindeki yaşamın kökeni hakkında birçok teori ortaya atılmıştır. Çeşitli bilim adamlarının veya dini dünya görüşlerinin teorilerini test etme şansı olmadığından, giderek daha farklı hipotezler ortaya çıktı. Bunlardan biri de durağan durumları destekleyen hipotezdir. 19. yüzyılın sonunda geliştirildi ve bu güne kadar var.

Tanım

Sabit Durum Hipotezi, Dünya'nın zamanla oluşmadığı, her zaman var olduğu ve yaşamı sürekli desteklediği görüşünü destekler. Gezegen değiştiyse, o zaman oldukça önemsizdi: hayvan ve bitki türleri ortaya çıkmadı ve tıpkıgezegen, her zaman olmuştur ve ya öldü ya da sayıları değişti. Bu hipotez, 1880'de Alman doktor Thierry William Preyer tarafından ortaya atıldı.

Teori nereden geldi?

Dünyanın yaşını mutlak doğrulukla belirlemek şu anda imkansız. Atomların radyoaktif bozunmasına dayanan bir araştırmaya göre, gezegenin yaşı yaklaşık 4,6 milyar yıldır. Ancak bu yöntem, ustaların kararlı durum teorisi tarafından sağlanan kanıtları desteklemesine izin veren mükemmel değildir.

Bu hipotezin takipçilerine bilim adamları değil, ustalar demek mantıklı. Modern verilere göre, eterizm (durağan bir devlet teorisi böyle adlandırılır) daha çok felsefi bir doktrindir, çünkü takipçilerin varsayımları Doğu dinlerinin inançlarına benzer: Yahudilik, Budizm - sonsuz bir varlığın varlığı hakkında yaratılmamış Evren.

Takipçilerin görüşleri

Dini öğretilerin aksine, Evrendeki tüm nesnelerin durağan halleri teorisini destekleyen taraftarların kendi görüşleri hakkında oldukça doğru fikirleri vardır:

  1. Dünya, üzerindeki yaşam kadar her zaman var olmuştur. Evrenin başlangıcı da yoktu (Big Bang ve benzeri hipotezlerin inkarı), hep öyleydi.
  2. Değişiklik küçük bir ölçüde gerçekleşir ve organizmaların yaşamını temelden etkilemez.
  3. Her türün yalnızca iki gelişme yolu vardır: sayılardaki değişim veya yok olma - türler yeni biçimlere geçmez, evrimleşmez ve hatta önemli ölçüde değişmez.

Durağan hipotezini destekleyen en ünlü bilim adamlarından biridevlet, Vladimir İvanoviç Vernadsky idi. Şu ifadeyi tekrarlamayı severdi: "… Gözlemlediğimiz Kozmos'ta yaşamın başlangıcı yoktu, çünkü bu Kozmos'un başlangıcı yoktu. Evren sonsuzdur, içindeki yaşam gibi."

kararlı durum enerjisi
kararlı durum enerjisi

Evrenin durağan hali teorisi, şu tür çözülmemiş soruları açıklar:

  • kümelerin ve yıldızların yaşı,
  • homojenlik ve izotropi,
  • kalıntı radyasyon,
  • uzak nesneler için, bilimsel tartışmaların hâlâ azalmadığı kırmızıya kayma paradoksları.

Kanıt

Durağan durum için genel kanıt, kayalardaki tortuların (kemikler ve atık ürünler) kaybolmasının, bir türün veya popülasyonun büyüklüğündeki artış veya temsilcilerin göçü ile açıklanabileceği fikrine dayanır. daha elverişli bir iklime sahip bir çevreye. Bu noktaya kadar, çökeller tamamen parçalanmalarından dolayı tabakalarda korunmamıştır. Bazı toprak türlerinde kalıntıların aslında daha iyi, bazılarında ise daha kötü korunduğu ya da hiç korunmadığı yadsınamaz.

Takipçilere göre, yalnızca canlı türlerinin incelenmesi, yok olma hakkında sonuç çıkarmaya yardımcı olacaktır.

Durağan durumların var olduğuna dair en yaygın kanıt Coelacanth'lardır. Bilim camiasında, balıklar ve amfibiler arasındaki geçiş türlerine örnek olarak gösterildiler. Yakın zamana kadar, 60-70 milyon yıl önce Kretase döneminin sonunda soyu tükenmiş olarak kabul edildiler. Ama 1939'da, yaklaşık olarak kıyılarda. Madagaskar, Coelacanth'ların canlı temsilcisi olarak yakalandı. Bu nedenle, artık Coelacanth artık bir geçiş formu olarak kabul edilmiyor.

Denge durumu
Denge durumu

İkinci kanıt Archaeopteryx. Biyoloji ders kitaplarında bu canlı, sürüngenler ve kuşlar arasında bir geçiş formu olarak sunulmaktadır. Tüyleri vardı ve uzun mesafelerde daldan dala atlayabilirdi. Ancak 1977'de Colorado'da Archaeopteryx'in kemiklerinden kuşkusuz daha eski kuş kalıntıları bulunduğunda bu teori çöktü. Dolayısıyla Archaeopteryx'in ne bir geçiş formu ne de ilk kuş olduğu varsayımı doğrudur. Bu noktada, kararlı durum hipotezi bir teori haline geldi.

Bu kadar çarpıcı örneklere ek olarak, başkaları da var. Örneğin, kararlı bir durum teorisi "soyu tükenmiş" tarafından doğrulanır ve yaban hayatı lingulalarında (deniz brakiyopodları), tuatara veya tuatara (büyük kertenkele), solendonlarda (kır fareleri) bulunur. Milyonlarca yıldır bu türler fosil atalarından değişmedi.

Bu tür paleontolojik "hatalar" yeterlidir. Şimdi bile, bilim adamları, hangi soyu tükenmiş türlerin yaşayanların selefi olabileceğini kesin olarak söyleyemezler. Taraftarları durağan bir durumun varlığı fikrine götüren paleontolojik öğretimdeki bu boşluklardı.

Bilim camiasındaki durum

Fakat başkalarının hatalarına dayalı teoriler bilim çevrelerinde kabul görmez. Durağan durumlar, modern astronomik araştırmalarla çelişir. Stephen Hawking'in Kısa Bir Tarih adlı kitabındatime", Evren gerçekten "hayali bir zamanda" evrimleşmiş olsaydı, o zaman tekilliklerin olmayacağını belirtiyor.

Astronomik anlamda bir tekillik, içinden düz bir çizgi çizmenin imkansız olduğu bir noktadır. Çarpıcı bir örnek, bir kara deliktir - bilinen maksimum hızda hareket eden ışığın bile terk edemediği bir bölge. Bir kara deliğin merkezi bir tekillik olarak kabul edilir - atomlar sonsuza kadar sıkıştırılır.

Dolayısıyla, bilim camiasında böyle bir hipotez felsefi bir hipotezdir, ancak diğer teorilerin gelişimine katkısı önemlidir. Böylece, Eternizm'in takipçileri tarafından arkeologlara ve paleontologlara sorulan sorular, bilim insanlarını araştırmalarını daha dikkatli incelemeye ve bilimsel verileri yeniden kontrol etmeye zorluyor.

Durağan durumları Dünya'daki yaşamın başlangıcına dair bir teori olarak düşünürsek, kavramlarda kafa karıştırmamak için bu ifadenin kuantum anlamını unutmamalıyız.

Kuantum termodinamiği nedir?

Kuantum termodinamiğinde ilk önemli atılım, günümüz fizikçilerinin ve kimyagerlerinin hesaplamalarının ve ifadelerinin büyük çoğunluğunun dayandığı üç ana önermeyi yayınlayan Niels Bohr tarafından yapıldı. Üç varsayım şüpheyle algılandı, ancak o zaman onları doğru olarak kabul etmemek imkansızdı. Peki kuantum termodinamiği nedir?

elektronun durağan hali
elektronun durağan hali

Hem klasik hem de kuantum fiziğinde termodinamik form, birbirleriyle ve birbirleriyle iç enerji alışverişinde bulunan bir cisimler sistemidir.çevreleyen bedenler. Bir veya birkaç gövdeden oluşabilir ve aynı zamanda basınç, hacim, sıcaklık vb. farklı durumlardadır.

Bir denge sisteminde, tüm parametreler kesinlikle sabit bir değere sahiptir, bu nedenle bir denge durumuna karşılık gelir. Tersinir süreçleri temsil eder.

Denge olmayan bir biçimde, en az bir parametrenin sabit bir değeri yoktur. Bu tür sistemler termodinamik dengenin dışındadır, çoğu zaman geri dönüşü olmayan süreçleri, örneğin kimyasal olanları temsil ederler.

Denge durumunu bir grafik şeklinde göstermeye çalışırsak, bir puan alırız. Denge olmayan bir durumda, grafik her zaman farklı olacaktır, ancak bir veya daha fazla hatalı değer nedeniyle nokta şeklinde olmayacaktır.

Gevşeme, dengede olmayan (tersinir olmayan) bir durumdan denge (tersinir) bir duruma geçiş sürecidir. Tersinir ve tersinmez süreç kavramları termodinamikte önemli bir rol oynar.

Prigozhin teoremi

Bu, termodinamiğin denge dışı süreçlerle ilgili sonuçlarından biridir. Ona göre, doğrusal bir dengesizlik sisteminin durağan bir durumunda, entropi üretimi minimumdur. Bir denge durumuna ulaşmanın önündeki engellerin tamamen yokluğunda, entropi değeri sıfıra düşer. Teorem, 1947'de fizikçi I. R. Prigogine tarafından kanıtlandı.

Anlamı, termodinamik sistemin yöneldiği durağan denge durumunun, sisteme dayatılan sınır koşullarının izin verdiği kadar düşük bir entropi üretimine sahip olmasıdır.

Prigozhin'in ifadesiLars Onsager'ın teoreminden yola çıktık: dengeden küçük sapmalar için, termodinamik akış, doğrusal itici kuvvetlerin toplamlarının bir kombinasyonu olarak temsil edilebilir.

Schrödinger'in orijinal haliyle düşüncesi

Durağan durumlar için Schrödinger denklemi, parçacıkların dalga özelliklerinin pratik gözlemine önemli bir katkı yaptı. De Broglie dalgalarının yorumlanması ve Heisenberg belirsizlik ilişkisi, parçacıkların kuvvet alanlarındaki hareketi hakkında teorik bir fikir veriyorsa, o zaman Schrödinger'in 1926'da yazdığı ifadesi, pratikte gözlemlenen süreçleri açıklamaktadır.

Orijinal haliyle böyle görünüyor.

Durağan durumlar için Schrödinger denklemi
Durağan durumlar için Schrödinger denklemi

nerede,

durağan durumlar
durağan durumlar

i - hayali birim.

Durağan durumlar için Schrödinger denklemi

Parçacığın bulunduğu alan zamanda sabit ise, o zaman denklem zamana bağlı değildir ve aşağıdaki gibi gösterilebilir.

atomun durağan halleri
atomun durağan halleri

Durağan durumlar için Schrödinger denklemi, Bohr'un atomların ve elektronlarının özellikleriyle ilgili varsayımlarına dayanır. Kuantum termodinamiğinin ana denklemlerinden biri olarak kabul edilir.

Geçiş enerjisi

Bir atom durağan durumdayken radyasyon olmaz, ancak elektronlar bir miktar hızlanma ile hareket eder. Bu durumda, elektron durumları her yörüngede Et enerjisi ile belirlenir. Yaklaşık değeri, bu elektronik seviyenin iyonlaşma potansiyeli ile tahmin edilebilir.

YaniBöylece ilk açıklamadan sonra yenisi ortaya çıktı. Bohr'un ikinci varsayımı şöyle diyor: Negatif yüklü bir parçacığın (elektronun) hareketi sırasında açısal momentumu (L =mevr), sabit çubuğun 2π'ye bölünen bir katıdır, bu durumda atom durağan durumdadır. Yani: mevrn =n(h/2π)

Bu ifadeden bir diğeri şu şekildedir: Bir kuantumun (foton) enerjisi, kuantumun içinden geçtiği atomların durağan durumlarının enerjilerindeki farktır.

Bohr tarafından hesaplanan ve pratik amaçlar için Schrödinger tarafından modifiye edilen bu değer, kuantum termodinamiğinin açıklanmasına önemli bir katkı sağlamıştır.

Üçüncü Postüla

Bohr'un üçüncü varsayımı - radyasyonla kuantum geçişleri hakkında aynı zamanda elektronun durağan durumlarını da ima eder. Böylece, birinden diğerine geçişteki radyasyon, enerji kuantumları şeklinde emilir veya yayılır. Ayrıca, kuantumun enerjisi, geçişin gerçekleştiği durağan durumların enerjilerindeki farka eşittir. Radyasyon yalnızca bir elektron bir atomun çekirdeğinden uzaklaştığında meydana gelir.

Üçüncü varsayım, Hertz ve Frank'in deneyleriyle deneysel olarak doğrulandı.

Denge durumu
Denge durumu

Prigogine teoremi, denge eğiliminde olan dengesiz süreçler için entropinin özelliklerini açıkladı.

Önerilen: