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États stationnaires. Hypothèse stationnaire

Il est important pour une personne de comprendre non seulement dans quel monde il estest, mais aussi comment ce monde est né. Y avait-il quelque chose avant le temps et l'espace qui existent maintenant. Comment la vie a commencé sur sa planète natale, et la planète elle-même n'est pas sortie de nulle part.

hypothèse d'état stationnaire

Dans le monde moderne, de nombreuses théories ont été avancéesl'apparition de la Terre et l'origine de la vie sur elle. En l'absence d'une chance de tester les théories de divers scientifiques ou visions du monde religieuses, de plus en plus d'hypothèses différentes se sont posées. L'une d'elles, qui sera discutée, est une hypothèse qui maintient des états stationnaires. Il a été développé à la fin du 19ème siècle et existe toujours aujourd'hui.

Définition

L'hypothèse de l'état stationnaire soutientl'opinion que la Terre ne s'est pas formée avec le temps, mais a toujours existé et a constamment soutenu la vie. Si la planète a changé, alors c'était assez insignifiant: les espèces d'animaux et de plantes ne sont pas apparues, et tout comme la planète, elles ont toujours été, et ont disparu ou ont changé leur nombre. Cette hypothèse a été avancée par le médecin allemand Thierry William Preyer en 1880.

D'où vient la théorie?

Impossible maintenant avec une précision absoluedéterminer l'âge de la terre. Selon une étude basée sur la désintégration radioactive des atomes, la planète a environ 4,6 milliards d'années. Mais cette méthode est imparfaite, ce qui permet aux adeptes de soutenir les preuves fournies par la théorie de l'état stationnaire.

Il est raisonnable d'appeler les adeptes de cette hypothèseprécisément par des adeptes, pas des scientifiques. Selon les données modernes, l'éternisme (c'est un autre nom pour la théorie d'un état stationnaire) est plus une doctrine philosophique, puisque les postulats de ses adeptes sont similaires aux croyances des religions orientales: judaïsme, bouddhisme - sur l'existence d'un univers éternel 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:

  1. La terre a toujours existé, ainsi que la vie sur elle. Il n'y avait pas non plus de commencement de l'Univers (déni du Big Bang et hypothèses similaires), il l'a toujours été.
  2. La modification se produit dans une mesure insignifiante et n'affecte pas fondamentalement la vie des organismes.
  3. Toute espèce n'a que deux voies de développement: changement de nombre ou extinction - les espèces ne se transforment pas en de nouvelles formes, n'évoluent pas et ne changent même pas de manière significative.

L'un des scientifiques les plus célèbresle soutien de l'hypothèse de l'état stationnaire était Vladimir Ivanovich Vernadsky. Il aimait répéter la phrase: "... il n'y avait pas de début de vie dans le Cosmos que nous observons, puisqu'il n'y avait pas de début de ce Cosmos. L'Univers est éternel, comme la vie en lui."

énergie en régime permanent

La théorie d'un état stationnaire de l'Univers explique des problèmes non résolus tels que:

  • l'âge des amas et des étoiles,
  • homogénéité et isotropie,
  • rayonnement relique,
  • paradoxes du redshift pour les objets éloignés, autour desquels les disputes scientifiques ne se résorbent toujours pas.

Des preuves

Preuve générale de l'état d'équilibrerepose sur l'idée que la disparition des dépôts (ossements et déchets) dans les roches peut s'expliquer par une augmentation du nombre d'une espèce ou d'une population, ou par la migration de représentants vers un environnement au climat plus favorable. Jusqu'à ce moment, les dépôts n'étaient pas conservés dans les couches en raison de leur décomposition complète. On ne peut nier que dans certains types de sols, les restes sont en fait mieux préservés, et dans certains ils sont pires ou pas du tout.

Selon les adeptes, seule l'étude des espèces vivantes permettra de tirer des conclusions sur l'extinction.

Les preuves les plus courantesqu'il existe des états stationnaires sont des cœlacanthes (cœlacanthes). Dans la communauté scientifique, ils ont été cités comme 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 des côtes du P. Madagascar, un représentant vivant des cœlacanthes a été capturé. Ainsi, le cœlacanthe n'est plus considéré comme une forme transitoire.

état d'équilibre

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 lorsqu'en 1977 les restes d'oiseaux ont été trouvés dans le Colorado, sans aucun doute plus vieux que les os d'Archaeopteryx. Par conséquent, il est juste de supposer que l'Archaeopteryx n'était ni une forme transitionnelle, ni un premier oiseau. À ce stade, l'hypothèse de l'état stationnaire est devenue une théorie.

En plus de ces exemples frappants, il y en a d'autres.Par exemple, la théorie d'un état stationnaire est confirmée par le «éteint» et se trouve dans les lingulae (brachiopodes de mer), les tuatara (gros lézard) et les solendons (musaraignes). Depuis des millions d'années, ces espèces n'ont pas subi de changements par rapport à leurs ancêtres fossiles.

De telles «erreurs» paléontologiques suffisent.Même maintenant, les scientifiques ne peuvent pas dire avec certitude quelle espèce éteinte aurait pu être le prédécesseur d'une espèce vivante. Ce sont ces lacunes de l'enseignement paléontologique qui ont conduit les adeptes à l'idée de l'existence d'un état stationnaire.

Position dans la communauté scientifique

Mais les théories ne sont pas acceptées dans le milieu universitairebasé sur les erreurs des autres. Les états stationnaires contredisent la recherche astronomique moderne. Stephen Hawking dans son livre "A Brief History of Time" note que si l'univers se développait vraiment dans un "temps imaginaire", alors il n'y aurait pas de singularités.

La singularité au sens astronomique estun point par lequel une ligne droite ne peut pas être tracée. Un exemple frappant serait 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 comprimés à l'infini.

Ainsi, dans la communauté scientifique, de telsl'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, pour ne pas se confondre dans les concepts.

Qu'est-ce que la thermodynamique quantique?

La première percée significative dans le domaine quantiqueLa thermodynamique a été réalisée par Niels Bohr, qui a publié trois principaux postulats sur lesquels se fondent la très grande majorité des calculs et des déclarations des physiciens et des chimistes d'aujourd'hui. Trois postulats ont été reçus avec scepticisme, mais il était impossible de ne pas les reconnaître comme corrects à ce moment-là. Mais qu'est-ce que la thermodynamique quantique?

état stationnaire d'un électron

Forme thermodynamique comme dans le classiquela physique, et quantique, est un système de corps qui échangent de l'énergie interne entre eux et avec les corps environnants. Il peut être constitué d'un ou de plusieurs corps et en même temps se trouve dans des états différents en pression, volume, température, etc.

Dans un système d'équilibre, tous les paramètres ont une valeur strictement fixe; par conséquent, un état d'équilibre lui correspond. Représente les processus réversibles.

Dans une forme sans équilibre, au moins un paramètre n'est pasa une valeur fixe. De tels systèmes sont hors d'équilibre thermodynamique, ils représentent le plus souvent des processus irréversibles, par exemple des processus chimiques.

Si vous essayez d'afficher l'état d'équilibresous forme de graphique, nous obtenons un point. Dans le cas d'un état non équilibré, le graphe sera toujours différent, mais pas sous la forme d'un point, en raison d'une ou plusieurs valeurs inexactes.

La relaxation est un 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 Prigogine

C'est l'une des conclusions de la thermodynamique surprocessus de non-équilibre. Selon lui, dans les conditions d'un état stationnaire d'un système de non-équilibre linéaire, la production d'entropie est minimale. En l'absence totale d'obstacles pour atteindre un état d'équilibre, la valeur d'entropie tombe à zéro. Le théorème a été prouvé en 1947 par le physicien I. R. Prigogine.

Sa signification est que l'équilibrel'état stationnaire vers lequel tend un système thermodynamique a une production d'entropie aussi faible que le permettent les conditions aux limites imposées au système.

L'affirmation de Prigogine était basée sur le théorème de Lars Onsager: pour de petits écarts par rapport à l'équilibre, l'écoulement thermodynamique peut être représenté comme une combinaison des sommes des forces motrices linéaires.

La pensée de Schrödinger dans sa forme originale

Équation de Schrödinger pour les états stationnairesa apporté une contribution significative à l'observation pratique des propriétés d'onde 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 en pratique.

Dans sa forme originale, il ressemble à ceci.

Équation de Schrödinger pour les états stationnaires

Où,

états stationnaires

i est l'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 sous la forme suivante.

états stationnaires de l'atome

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

Avec un atome à l'état stationnaire,il n'y a pas de rayonnement, mais les électrons se déplacent avec une certaine accélération. Dans ce cas, les états de l'électron sont déterminés dans chaque orbitale avec l'énergie Et. Sa valeur peut être estimée approximativement par le potentiel d'ionisation de ce niveau électronique.

Ainsi, après la première déclaration, une nouvelle est apparue. Le deuxième postulat de Bohr stipule: si, lorsqu'une particule (électron) chargée négativement se déplace, son moment angulaire (LM. = mevrM.) est un multiple de la barre constante divisé par 2π, alors l'atome est dans un état stationnaire. Soit: mevrM. = n (h / 2π)

Cette affirmation en implique une autre: l'énergie d'un quantum (photon) est la différence des énergies des états stationnaires des atomes à travers lesquels passe le quantum.

Cette quantité, 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 concerne les transitions quantiques avecle rayonnement implique également des états stationnaires de l'électron. Ainsi, le rayonnement lors du passage 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 la transition a lieu. Le rayonnement se produit uniquement lorsque l'électron s'éloigne du noyau atomique.

Le troisième postulat a été confirmé expérimentalement par les expériences de Hertz et Frank.

état d'équilibre

Le théorème de Prigogine a expliqué les propriétés de l'entropie pour les processus hors équilibre tendant à l'équilibre.

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