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Estados estacionários. Hipótese de estado estacionário

É importante para uma pessoa entender não apenas em que mundo ela estáé, mas também como este mundo surgiu. Existiu alguma coisa antes do tempo e do espaço que existe agora. Como a vida começou em seu planeta natal, e o próprio planeta não apareceu do nada.

hipótese de estado estacionário

No mundo moderno, muitas teorias foram apresentadaso surgimento da Terra e a origem da vida nela. Na ausência de uma 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 uma hipótese que mantém estados estacionários. Foi desenvolvido no final do século 19 e ainda existe hoje.

Definição

A hipótese de estado estacionário apóiaa opinião de que a Terra não se formou com o tempo, mas sempre existiu e apoiou constantemente a vida. Se o planeta mudou, não mudou significativamente: as espécies de animais e plantas não surgiram e, assim como o planeta, sempre existiram e morreram ou mudaram de número. Essa hipótese foi apresentada pelo médico alemão Thierry William Preyer em 1880.

De onde veio a teoria?

Impossível agora com precisão absolutadeterminar a idade da terra. De acordo com um estudo baseado na decadência radioativa de átomos, o planeta tem aproximadamente 4,6 bilhões de anos. Mas esse método é imperfeito, o que permite aos adeptos apoiar as evidências fornecidas pela teoria do estado estacionário.

É razoável chamar os seguidores desta hipóteseprecisamente por adeptos, não cientistas. Segundo dados modernos, o eternismo (este é outro nome para a teoria do estado estacionário) é mais uma doutrina filosófica, já que os postulados de seus seguidores são semelhantes às crenças das religiões orientais: Judaísmo, Budismo - sobre a existência de um eterno Universo não criado.

Visualizações de seguidores

Ao contrário dos ensinamentos religiosos, os adeptos que apóiam a teoria dos estados estacionários de todos os objetos no Universo têm ideias bastante precisas sobre suas próprias visões:

  1. A terra sempre existiu, assim como a vida nela. O início do Universo também não existiu (negação do Big Bang e hipóteses semelhantes), sempre existiu.
  2. A modificação ocorre em uma extensão insignificante e não afeta fundamentalmente a vida dos organismos.
  3. Qualquer espécie tem apenas dois caminhos de desenvolvimento: mudança em número ou extinção - as espécies não se transformam em novas formas, não evoluem e nem mesmo mudam significativamente.

Um dos cientistas mais famososapoiando a hipótese do estado estacionário estava Vladimir Ivanovich Vernadsky. Gostava de repetir a frase: "... não houve começo de vida no Cosmos que observamos, pois não houve começo deste Cosmos. O Universo é eterno, como a vida nele."

energia de estado estacionário

A teoria de um estado estacionário do Universo explica questões não resolvidas como:

  • idade de aglomerados e estrelas,
  • homogeneidade e isotropia,
  • radiação relíquia,
  • paradoxos do redshift para objetos distantes, em torno dos quais as disputas científicas ainda não diminuíram.

Evidência

Prova geral de estado estacionáriobaseia-se na ideia de que o desaparecimento de depósitos (ossos e resíduos) nas rochas pode ser explicado pelo aumento do número de uma espécie ou população, ou pela migração de representantes para um ambiente com clima mais favorável. Até o momento, os depósitos não foram preservados nos estratos devido à sua completa decomposição. Não se pode negar que em alguns tipos de solos os restos estão realmente mais bem preservados, e em alguns estão piores ou nem um pouco.

De acordo com seguidores, apenas o estudo de espécies vivas ajudará a tirar conclusões sobre a extinção.

A evidência mais comumque existem estados estacionários são celacantos (celacantos). Na comunidade científica, eles foram citados como um exemplo de espécie de transição entre peixes e anfíbios. Até recentemente, eles foram considerados extintos por volta do final do período Cretáceo - 60-70 milhões de anos atrás. Mas em 1939, na costa de pe. Madagascar, um representante vivo dos celacantos foi capturado. Assim, agora o celacanto não é mais considerado uma forma de transição.

Estado de equilibrio

A segunda evidência é o Archaeopteryx.Nos livros de biologia, essa criatura é apresentada como uma forma de transição entre répteis e pássaros. Ele tinha plumagem e podia pular de galho em galho em longas distâncias. Mas essa teoria entrou em colapso quando, em 1977, restos de pássaros foram encontrados no Colorado, sem dúvida mais velhos que os ossos do Archaeopteryx. Portanto, é justo presumir que o Archaeopteryx não era uma forma de transição, nem um primeiro pássaro. Nesse 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 encontrada na vida selvagem lingulae (braquiópodes do mar), tuatara (lagarto grande) e solendons (musaranhos). Por milhões de anos, essas espécies não sofreram mudanças em comparação com seus ancestrais fósseis.

Esses "erros" paleontológicos são suficientes.Mesmo agora, os cientistas não podem dizer com certeza qual espécie extinta poderia ter sido a predecessora de uma viva. Foram essas lacunas no ensino paleontológico que levaram os adeptos à ideia da existência de um estado estacionário.

Posição na comunidade científica

Mas as teorias não são aceitas nos círculos científicos,com base nos erros de outras pessoas. Estados estacionários contradizem a pesquisa astronômica moderna. Stephen Hawking, em seu livro A Brief History of Time, observa que se o universo realmente evoluísse em algum "tempo imaginário", então não haveria singularidades.

A singularidade no sentido astronômico éum ponto através do qual uma linha reta não pode ser traçada. Um exemplo notável é um buraco negro - uma área da qual mesmo a luz que se move com a velocidade máxima conhecida não pode sair. O centro de um buraco negro é considerado uma singularidade - átomos comprimidos ao infinito.

Assim, na comunidade científica, taisa 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 revisar suas pesquisas com mais cuidado e a verificar os dados científicos.

Considerando os estados estacionários como uma teoria da origem da vida na Terra, não se deve esquecer o significado quântico desta frase, para não se confundir nos conceitos.

O que é Termodinâmica Quântica?

O primeiro salto significativo para o quantuma termodinâmica foi realizada por Niels Bohr, que publicou três postulados principais nos quais se baseia a esmagadora maioria dos cálculos e declarações dos físicos e químicos de hoje. Três postulados foram recebidos com ceticismo, mas era impossível não reconhecê-los como corretos naquele momento. Mas o que é termodinâmica quântica?

estado estacionário de um elétron

Forma termodinâmica como no clássicofísica e quântica é um sistema de corpos que trocam energia interna entre si e com os corpos circundantes. Pode consistir em um ou vários corpos 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, um estado de equilíbrio corresponde a ele. Representa processos reversíveis.

Em uma forma de não equilíbrio, pelo menos um parâmetro não étem um valor fixo. Tais sistemas estão fora do equilíbrio termodinâmico, na maioria das vezes representam processos irreversíveis, por exemplo, químicos.

Se você tentar exibir o estado de equilíbriocomo um gráfico, obtemos um ponto. No caso de um estado de não equilíbrio, o gráfico será sempre diferente, mas não na forma de um ponto, devido a um ou mais valores imprecisos.

O relaxamento é um 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 Prigogine

Esta é uma das conclusões da termodinâmica sobreprocessos de não-equilíbrio. Segundo ele, nas condições de um estado estacionário de um sistema linear de não-equilíbrio, a produção de entropia é mínima. Com a completa ausência de obstáculos para atingir um estado de equilíbrio, o valor da entropia cai para zero. O teorema foi provado em 1947 pelo físico I. R. Prigogine.

Seu significado é que o equilíbrioo estado estacionário para o qual um sistema termodinâmico tende tem uma produção de entropia tão baixa quanto as condições de contorno impostas ao sistema permitem.

A afirmação de Prigogine foi baseada no teorema de Lars Onsager: para pequenos desvios do equilíbrio, o fluxo termodinâmico pode ser representado como uma combinação de somas de forças motrizes lineares.

O pensamento de Schrödinger em sua forma original

Equação de Schrödinger para estados estacionáriosfez uma contribuição significativa para a observação prática das propriedades de onda das partículas. Se a interpretação das ondas de de Broglie e a relação de incerteza de Heisenberg dão uma ideia teórica do movimento das partículas em campos de força, então a declaração de Schrödinger, escrita em 1926, descreve os processos observados na prática.

Em sua forma original, é assim.

Equação de Schrödinger para estados estacionários

Onde,

estados estacionários

i é a unidade imaginária.

Equação de Schrödinger para estados estacionários

Se o campo no qual a partícula está localizada for constante no tempo, a equação não depende do tempo e pode ser representada da seguinte forma.

estados estacionários do átomo

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

Com um átomo em estado estacionário,não há radiação, mas os elétrons se movem com alguma aceleração. Nesse caso, os estados do elétron são determinados em cada orbital com a energia Et. Seu valor pode ser estimado aproximadamente pelo potencial de ionização deste nível eletrônico.

Assim, após a primeira afirmação, apareceu uma nova. O segundo postulado de Bohr afirma: se, quando uma partícula carregada negativamente (elétron) se move, o momento angular (LO senhor = mevrO senhor) é um múltiplo da barra constante dividido por 2π, então o átomo está em um estado estacionário. Isto é: mevrO senhor = n (h / 2π)

Esta afirmação implica outra coisa: a energia de um quantum (fóton) é a diferença nas energias dos estados estacionários dos átomos através dos quais o quantum passa.

Essa quantidade, calculada por Bohr e modificada para fins práticos por Schrödinger, fez uma contribuição significativa para a explicação da termodinâmica quântica.

Terceiro postulado

O terceiro postulado de Bohr é sobre as transições quânticas coma radiação também implica estados estacionários do elétron. Assim, a radiação durante a transição de um para o 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 ocorre a transição. A radiação ocorre apenas quando o elétron se afasta do núcleo do átomo.

O terceiro postulado foi confirmado experimentalmente pelos experimentos de Hertz e Frank.

Estado de equilibrio

O teorema de Prigogine explicou as propriedades da entropia para processos de não-equilíbrio que tendem ao equilíbrio.

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