მნიშვნელოვანია ადამიანმა გაიგოს არა მხოლოდ რა სამყაროშია ის, არამედ როგორ წარმოიშვა ეს სამყარო. იყო თუ არა რაიმე იმ დრომდე და სივრცემდე, რაც ახლა არსებობს. როგორ გაჩნდა სიცოცხლე მის მშობლიურ პლანეტაზე და თავად პლანეტა არ გაჩენილა.
თანამედროვე სამყაროში მრავალი თეორია წამოაყენეს დედამიწის გარეგნობისა და მასზე სიცოცხლის წარმოშობის შესახებ. სხვადასხვა მეცნიერის ან რელიგიური მსოფლმხედველობის თეორიების შესამოწმებლად შანსების არქონის გამო, სულ უფრო და უფრო განსხვავებული ჰიპოთეზა ჩნდებოდა. ერთ-ერთი მათგანი, რომელიც განხილული იქნება, არის ჰიპოთეზა, რომელიც მხარს უჭერს სტაციონარულ მდგომარეობას. იგი შეიქმნა მე-19 საუკუნის ბოლოს და არსებობს დღემდე.
განმარტება
მდგრადი მდგომარეობის ჰიპოთეზა მხარს უჭერს მოსაზრებას, რომ დედამიწა დროთა განმავლობაში არ ჩამოყალიბდა, მაგრამ ყოველთვის არსებობდა და მუდმივად უჭერდა მხარს სიცოცხლეს. თუ პლანეტა შეიცვალა, მაშინ ის საკმაოდ უმნიშვნელო იყო: ცხოველებისა და მცენარეების სახეობები არ წარმოიშვა და ისევე როგორცპლანეტა, ყოველთვის იყო და ან მოკვდა ან შეცვალა მათი რიცხვი. ეს ჰიპოთეზა წამოაყენა გერმანელმა ექიმმა ტიერი უილიამ პრეიერმა 1880 წელს.
საიდან გაჩნდა თეორია?
ამჟამად შეუძლებელია დედამიწის ასაკის აბსოლუტური სიზუსტით დადგენა. ატომების რადიოაქტიურ დაშლაზე დაფუძნებული კვლევის მიხედვით, პლანეტის ასაკი დაახლოებით 4,6 მილიარდი წელია. მაგრამ ეს მეთოდი არ არის სრულყოფილი, რაც ადეპტებს საშუალებას აძლევს მხარი დაუჭირონ სტაბილური მდგომარეობის თეორიით მოწოდებულ მტკიცებულებებს.
მიზანშეწონილია ამ ჰიპოთეზის მიმდევრებს ვუწოდოთ ადეპტები და არა მეცნიერები. თანამედროვე მონაცემებით, ეტერნიზმი (ასე ჰქვია სტაციონარული მდგომარეობის თეორიას) უფრო ფილოსოფიური დოქტრინაა, რადგან მიმდევრების პოსტულატები მსგავსია აღმოსავლური რელიგიების რწმენებთან: იუდაიზმი, ბუდიზმი - მარადიულის არსებობის შესახებ. შეუქმნელი სამყარო.
მიმდევრების ნახვები
რელიგიური სწავლებებისგან განსხვავებით, მიმდევრებს, რომლებიც მხარს უჭერენ სამყაროს ყველა ობიექტის სტაციონარული მდგომარეობის თეორიას, საკმაოდ ზუსტი წარმოდგენები აქვთ საკუთარი შეხედულებების შესახებ:
- დედამიწა ყოველთვის არსებობდა, ისევე როგორც სიცოცხლე მასზე. ასევე არ არსებობდა სამყაროს დასაწყისი (დიდი აფეთქების უარყოფა და მსგავსი ჰიპოთეზები), ასე იყო ყოველთვის.
- მოდიფიკაცია ხდება მცირე ზომით და არსებითად არ მოქმედებს ორგანიზმების სიცოცხლეზე.
- ნებისმიერ სახეობას განვითარების მხოლოდ ორი გზა აქვს: რიცხვის ცვლილება ან გადაშენება - სახეობები არ გადადიან ახალ ფორმებში, არ ვითარდებიან და არც კი იცვლებიან მნიშვნელოვნად.
ერთ-ერთი ყველაზე ცნობილი მეცნიერი, რომელიც მხარს უჭერს სტაციონარული ჰიპოთეზასსახელმწიფო, იყო ვლადიმერ ივანოვიჩ ვერნადსკი. მას უყვარდა ფრაზის გამეორება: "… არ ყოფილა სიცოცხლის დასაწყისი კოსმოსში, რომელსაც ჩვენ ვაკვირდებით, რადგან არ არსებობდა ამ კოსმოსის დასაწყისი. სამყარო მარადიულია, როგორც სიცოცხლე მასში."
სამყაროს სტაციონარული მდგომარეობის თეორია ხსნის ისეთ გადაუჭრელ კითხვებს, როგორიცაა:
- გროვებისა და ვარსკვლავების ასაკი,
- ჰომოგენურობა და იზოტროპია,
- რელიქტური გამოსხივება,
- წითელი ცვლის პარადოქსები შორეული ობიექტებისთვის, რომელთა გარშემო მეცნიერული დავა ჯერ კიდევ არ წყდება.
მტკიცებულება
მდგრადი მდგომარეობის ზოგადი მტკიცებულება ემყარება იმ აზრს, რომ ქანებში ნალექის (ძვლების და ნარჩენების) გაქრობა შეიძლება აიხსნას სახეობის ან პოპულაციის ზომის ზრდით, ან წარმომადგენლების მიგრაციით. უფრო ხელსაყრელი კლიმატის მქონე გარემოში. ამ დრომდე, საბადოები არ იყო შემორჩენილი ფენებში მათი სრული დაშლის გამო. უდაოა, რომ ზოგიერთი ტიპის ნიადაგში ნაშთები ფაქტობრივად უკეთ არის შენარჩუნებული, ზოგიერთში კი უარესად ან საერთოდ არ არის დაცული.
მიმდევრების აზრით, მხოლოდ ცოცხალი სახეობების შესწავლა დაგეხმარებათ გადაშენების შესახებ დასკვნების გამოტანაში.
ყველაზე გავრცელებული მტკიცებულება იმისა, რომ არსებობს სტაციონარული მდგომარეობა, არის კოელაკანტები. სამეცნიერო საზოგადოებაში ისინი მოჰყავდათ თევზებსა და ამფიბიებს შორის გარდამავალი სახეობის მაგალითად. ბოლო დრომდე ისინი გადაშენებულად ითვლებოდნენ დაახლოებით ცარცული პერიოდის ბოლოს - 60-70 მილიონი წლის წინ. მაგრამ 1939 წელს, სანაპიროზე დაახლოებით.მადაგასკარი დაიჭირეს კოელაკანტების ცოცხალი წარმომადგენელი. ამგვარად, ახლა კელაკანტი აღარ განიხილება გარდამავალ ფორმად.
მეორე მტკიცებულება არის არქეოპტერიქსი. ბიოლოგიის სახელმძღვანელოებში ეს არსება წარმოდგენილია როგორც გარდამავალი ფორმა ქვეწარმავლებსა და ფრინველებს შორის. მას ქლიავი ქონდა და შეეძლო ტოტიდან ტოტზე ხტუნვა დიდ მანძილზე. მაგრამ ეს თეორია დაიშალა, როდესაც 1977 წელს კოლორადოში აღმოაჩინეს არქეოპტერიქსის ძვლებზე ძველი ფრინველების ნაშთები. აქედან გამომდინარე, სწორია ვარაუდი, რომ არქეოპტერიქსი არ იყო არც გარდამავალი ფორმა და არც პირველი ფრინველი. ამ ეტაპზე სტაბილური მდგომარეობის ჰიპოთეზა თეორიად იქცა.
ასეთი გასაოცარი მაგალითების გარდა, არის სხვა. მაგალითად, სტაბილური მდგომარეობის თეორიას ადასტურებს „გადაშენებული“და გვხვდება ველური ბუნების ლინგულებში (საზღვაო ბრაქიოპოდები), ტუატარაში ან ტუატარაში (დიდი ხვლიკი), სოლენდონებში (შრევები). მილიონობით წლის განმავლობაში ეს სახეობები არ შეცვლილა მათი ნამარხი წინაპრებისგან.
ასეთი პალეონტოლოგიური "შეცდომები" საკმარისია. ახლაც კი, მეცნიერები ვერ იტყვიან დაზუსტებით, რომელი გადაშენებული სახეობა შეიძლება იყოს ცოცხალის წინამორბედი. სწორედ ამ ხარვეზებმა მიიყვანა პალეონტოლოგიურ სწავლებაში მიმდევრები სტაციონარული მდგომარეობის არსებობის იდეამდე.
სტატუსები სამეცნიერო საზოგადოებაში
მაგრამ სხვა ადამიანების შეცდომებზე დაფუძნებული თეორიები არ არის მიღებული სამეცნიერო წრეებში. სტაციონარული მდგომარეობა ეწინააღმდეგება თანამედროვე ასტრონომიულ კვლევებს. სტივენ ჰოკინგი თავის წიგნში მოკლე ისტორიადრო“აღნიშნავს, რომ თუ სამყარო მართლაც ვითარდებოდა რაღაც „წარმოსახვით დროში“, მაშინ არ იქნებოდა სინგულარები.
ასტრონომიული გაგებით სინგულარობა არის წერტილი, რომლის მეშვეობითაც შეუძლებელია სწორი ხაზის დახატვა. თვალსაჩინო მაგალითია შავი ხვრელი - რეგიონი, რომელსაც მაქსიმალური ცნობილი სიჩქარით მოძრავი სინათლეც კი ვერ ტოვებს. შავი ხვრელის ცენტრი სინგულარულობად ითვლება - ატომები შეკუმშულია უსასრულობამდე.
ამგვარად, სამეცნიერო საზოგადოებაში ასეთი ჰიპოთეზა ფილოსოფიურია, მაგრამ მისი წვლილი სხვა თეორიების განვითარებაში მნიშვნელოვანია. ამრიგად, ეტერნიზმის მიმდევრების მიერ არქეოლოგებისა და პალეონტოლოგების წინაშე დასმული კითხვები მეცნიერებს აიძულებს უფრო ყურადღებით გადახედონ თავიანთ კვლევებს და გადაამოწმონ სამეცნიერო მონაცემები.
მიიჩნიეთ სტაციონარული მდგომარეობები, როგორც დედამიწაზე სიცოცხლის წარმოშობის თეორია, არ უნდა დავივიწყოთ ამ ფრაზის კვანტური მნიშვნელობა, რათა ცნებებში არ დავბნედეთ.
რა არის კვანტური თერმოდინამიკა?
პირველი მნიშვნელოვანი მიღწევა კვანტურ თერმოდინამიკაში განხორციელდა ნილს ბორის მიერ, რომელმაც გამოაქვეყნა სამი ძირითადი პოსტულატი, რომლებზეც დაფუძნებულია დღევანდელი ფიზიკოსებისა და ქიმიკოსების გამოთვლებისა და განცხადებების დიდი უმრავლესობა. სამი პოსტულატი აღიქმებოდა სკეპტიციზმით, მაგრამ შეუძლებელი იყო იმ დროს მათი ჭეშმარიტებად არ აღიარება. მაგრამ რა არის კვანტური თერმოდინამიკა?
თერმოდინამიკური ფორმა როგორც კლასიკურ, ისე კვანტურ ფიზიკაში არის სხეულების სისტემა, რომელიც ცვლის შინაგან ენერგიას ერთმანეთთან დამიმდებარე სხეულები. ის შეიძლება შედგებოდეს ერთი ან რამდენიმე სხეულისგან და იმავდროულად ის განსხვავებულ მდგომარეობაშია წნევით, მოცულობით, ტემპერატურით და ა.შ.
წონასწორობის სისტემაში ყველა პარამეტრს აქვს მკაცრად ფიქსირებული მნიშვნელობა, ამიტომ იგი შეესაბამება წონასწორობის მდგომარეობას. წარმოადგენს შექცევად პროცესებს.
არაწონასწორობის ფორმაში, მინიმუმ ერთ პარამეტრს არ აქვს ფიქსირებული მნიშვნელობა. ასეთი სისტემები არ არის თერმოდინამიკური წონასწორობიდან, ყველაზე ხშირად ისინი წარმოადგენენ შეუქცევად პროცესებს, მაგალითად, ქიმიურ პროცესებს.
თუ შევეცდებით წონასწორობის მდგომარეობის გამოსახვას გრაფიკის სახით, მივიღებთ წერტილს. არათანაბარი მდგომარეობის შემთხვევაში, გრაფიკი ყოველთვის განსხვავებული იქნება, მაგრამ არა წერტილის სახით, ერთი ან მეტი არაზუსტი მნიშვნელობის გამო.
რელაქსაცია არის არაწონასწორი მდგომარეობიდან (შეუქცევადი) წონასწორობის (შექცევად) მდგომარეობაზე გადასვლის პროცესი. შექცევადი და შეუქცევადი პროცესების ცნებები მნიშვნელოვან როლს თამაშობს თერმოდინამიკაში.
პრიგოჟინის თეორემა
ეს არის თერმოდინამიკის ერთ-ერთი დასკვნა არათანაბარი პროცესების შესახებ. მისი თქმით, ხაზოვანი არათანაბარი სისტემის სტაციონარულ მდგომარეობაში ენტროპიის გამომუშავება მინიმალურია. წონასწორობის მდგომარეობის მისაღწევად დაბრკოლებების სრული არარსებობით, ენტროპიის მნიშვნელობა ნულამდე ეცემა. თეორემა დაამტკიცა 1947 წელს ფიზიკოსმა I. R. Prigogine-მა.
მისი მნიშვნელობა ის არის, რომ წონასწორობის სტაციონარულ მდგომარეობას, რომლისკენაც მიისწრაფვის თერმოდინამიკური სისტემა, აქვს ისეთივე დაბალი ენტროპიის გამომუშავება, რამდენადაც იძლევა სისტემაზე დაწესებული სასაზღვრო პირობები.
პრიგოჟინის განცხადებალარს ონსაგერის თეორემადან გამომდინარე: წონასწორობიდან მცირე გადახრებისთვის, თერმოდინამიკური ნაკადი შეიძლება წარმოდგენილი იყოს როგორც წრფივი მამოძრავებელი ძალების ჯამების ერთობლიობა.
შროდინგერის აზრი თავდაპირველი სახით
სტაციონარული მდგომარეობების შროდინგერის განტოლებამ მნიშვნელოვანი წვლილი შეიტანა ნაწილაკების ტალღურ თვისებებზე პრაქტიკულ დაკვირვებაში. თუ დე ბროლის ტალღების ინტერპრეტაცია და ჰაიზენბერგის განუსაზღვრელობის მიმართება იძლევა თეორიულ წარმოდგენას ძალის ველებში ნაწილაკების მოძრაობის შესახებ, მაშინ შრედინგერის განცხადება, დაწერილი 1926 წელს, აღწერს პრაქტიკაში დაფიქსირებულ პროცესებს.
პირვანდელი სახით ასე გამოიყურება.
სად,
i - წარმოსახვითი ერთეული.
შროდინგერის განტოლება სტაციონარული მდგომარეობისთვის
თუ ველი, რომელშიც ნაწილაკი მდებარეობს, დროში მუდმივია, მაშინ განტოლება არ არის დამოკიდებული დროზე და შეიძლება წარმოდგენილი იყოს შემდეგნაირად.
შროდინგერის განტოლება სტაციონარული მდგომარეობებისთვის ემყარება ბორის პოსტულატებს ატომებისა და მათი ელექტრონების თვისებების შესახებ. იგი ითვლება კვანტური თერმოდინამიკის ერთ-ერთ მთავარ განტოლებად.
გარდამავალი ენერგია
როდესაც ატომი სტაციონარულ მდგომარეობაშია, გამოსხივება არ ხდება, მაგრამ ელექტრონები მოძრაობენ გარკვეული აჩქარებით. ამ შემთხვევაში, ელექტრონული მდგომარეობები განისაზღვრება თითოეულ ორბიტალზე ენერგიით Et. დაახლოებით მისი მნიშვნელობა შეიძლება შეფასდეს ამ ელექტრონული დონის იონიზაციის პოტენციალით.
ასე რომამრიგად, პირველი განცხადების შემდეგ გამოჩნდა ახალი. ბორის მეორე პოსტულატი ამბობს: თუ უარყოფითად დამუხტული ნაწილაკის (ელექტრონის) მოძრაობის დროს მისი კუთხური იმპულსი (L =mevr) არის მუდმივი ზოლის ჯერადი გაყოფილი 2π-ზე, მაშინ ატომი სტაციონარულ მდგომარეობაშია. ეს არის: mevrn =n(სთ/2π)
ამ დებულებიდან გამომდინარეობს მეორე: კვანტის ენერგია (ფოტონი) არის სხვაობა ატომების სტაციონარული მდგომარეობების ენერგიებში, რომლებშიც გადის კვანტი.
ეს მნიშვნელობა, გამოთვლილი ბორის მიერ და შეცვლილი პრაქტიკული მიზნებისთვის შროდინგერის მიერ, მნიშვნელოვანი წვლილი შეიტანა კვანტური თერმოდინამიკის ახსნაში.
მესამე პოსტულატი
ბორის მესამე პოსტულატი - რადიაციასთან კვანტური გადასვლების შესახებ ასევე გულისხმობს ელექტრონის სტაციონარულ მდგომარეობას. ასე რომ, რადიაცია ერთიდან მეორეზე გადასვლისას შეიწოვება ან გამოიყოფა ენერგიის კვანტების სახით. უფრო მეტიც, კვანტების ენერგია უდრის სხვაობას სტაციონარული მდგომარეობების ენერგიებში, რომელთა შორისაც ხდება გადასვლა. გამოსხივება ხდება მხოლოდ მაშინ, როდესაც ელექტრონი შორდება ატომის ბირთვს.
მესამე პოსტულატი ექსპერიმენტულად დადასტურდა ჰერცისა და ფრანკის ექსპერიმენტებით.
პრიგოჟინის თეორემა ხსნიდა ენტროპიის თვისებებს წონასწორობისკენ მიდრეკილი არათანაბარი პროცესებისთვის.
