Penting bagi seseorang untuk memahami tidak hanya dunia apa dia berada, tetapi juga bagaimana dunia ini muncul. Apakah ada sesuatu sebelum waktu dan ruang yang ada sekarang. Bagaimana kehidupan berasal dari planet asalnya, dan planet itu sendiri tidak muncul begitu saja.
Di dunia modern, banyak teori telah dikemukakan untuk kemunculan Bumi dan asal usul kehidupan di atasnya. Karena kurangnya kesempatan untuk menguji teori-teori dari berbagai ilmuwan atau pandangan dunia agama, semakin banyak hipotesis yang berbeda muncul. Salah satunya yang akan dibahas adalah hipotesis yang mendukung keadaan stasioner. Ini dikembangkan pada akhir abad ke-19 dan ada hingga hari ini.
Definisi
Hipotesis Keadaan Tetap mendukung pandangan bahwa Bumi tidak terbentuk dari waktu ke waktu, tetapi selalu ada dan terus-menerus mendukung kehidupan. Jika planet ini benar-benar berubah, maka itu cukup kecil: spesies hewan dan tumbuhan tidak muncul, dan hanya sepertiplanet, selalu, dan mati atau berubah jumlah mereka. Hipotesis ini dikemukakan oleh dokter Jerman Thierry William Preyer pada tahun 1880.
Dari mana teorinya?
Saat ini tidak mungkin menentukan usia Bumi dengan akurasi mutlak. Menurut sebuah penelitian berdasarkan peluruhan radioaktif atom, usia planet ini kira-kira 4,6 miliar tahun. Tetapi metode ini tidak sempurna, yang memungkinkan para ahli untuk mendukung bukti yang diberikan oleh teori keadaan tunak.
Masuk akal untuk menyebut pengikut hipotesis ini ahli, bukan ilmuwan. Menurut data modern, eternisme (begitulah sebutan teori keadaan stasioner) lebih merupakan doktrin filosofis, karena postulat pengikutnya mirip dengan kepercayaan agama-agama Timur: Yudaisme, Buddhisme - tentang keberadaan yang abadi Alam Semesta yang belum tercipta.
Tampilan pengikut
Tidak seperti ajaran agama, penganut yang mendukung teori keadaan stasioner semua objek Semesta memiliki gagasan yang cukup akurat tentang pandangan mereka sendiri:
- Bumi selalu ada, begitu juga kehidupan di atasnya. Juga tidak ada awal Semesta (penyangkalan Big Bang dan hipotesis serupa), selalu begitu.
- Modifikasi terjadi pada tingkat kecil dan tidak mempengaruhi kehidupan organisme secara mendasar.
- Setiap spesies hanya memiliki dua cara perkembangan: perubahan jumlah atau kepunahan - spesies tidak berpindah ke bentuk baru, tidak berevolusi, dan bahkan tidak berubah secara signifikan.
Salah satu ilmuwan paling terkenal yang mendukung hipotesis stasionernegara, adalah Vladimir Ivanovich Vernadsky. Dia suka mengulang kalimat: "… tidak ada awal kehidupan di Kosmos yang kita amati, karena kosmos ini tidak ada awal. Semesta itu abadi, seperti kehidupan di dalamnya."
Teori keadaan diam Semesta menjelaskan pertanyaan yang belum terselesaikan seperti:
- usia gugus dan bintang,
- homogenitas dan isotropi,
- radiasi peninggalan,
- paradoks pergeseran merah untuk objek jauh, di mana perselisihan ilmiah masih belum mereda.
Bukti
Bukti umum untuk keadaan mapan didasarkan pada gagasan bahwa hilangnya sedimen (tulang dan produk limbah) di batuan dapat dijelaskan oleh peningkatan ukuran spesies atau populasi, atau migrasi perwakilan ke lingkungan dengan iklim yang lebih menguntungkan. Sampai saat ini, endapan tidak terawetkan dalam lapisan karena dekomposisi lengkapnya. Tidak dapat disangkal bahwa pada beberapa jenis tanah, sisa-sisa tanah tersebut justru terpelihara dengan lebih baik, dan pada beberapa jenis tanah yang lebih buruk atau tidak sama sekali.
Menurut pengikutnya, hanya studi tentang spesies hidup yang akan membantu menarik kesimpulan tentang kepunahan.
Bukti paling umum bahwa keadaan diam ada adalah coelacanth. Dalam komunitas ilmiah, mereka disebut-sebut sebagai contoh spesies peralihan antara ikan dan amfibi. Sampai saat ini, mereka dianggap punah sekitar akhir periode Kapur - 60-70 juta tahun yang lalu. Namun pada tahun 1939, di lepas pantai sekitar. Madagaskar tertangkap langsung mewakili coelacanth. Dengan demikian, sekarang coelacanth tidak lagi dianggap sebagai bentuk peralihan.
Bukti kedua adalah Archaeopteryx. Dalam buku pelajaran biologi, makhluk ini disajikan sebagai bentuk peralihan antara reptil dan burung. Itu memiliki bulu dan bisa melompat dari cabang ke cabang jarak jauh. Tapi teori ini runtuh ketika, pada tahun 1977, sisa-sisa burung yang tidak diragukan lagi lebih tua dari tulang Archaeopteryx ditemukan di Colorado. Oleh karena itu asumsinya benar bahwa Archaeopteryx bukanlah bentuk transisi atau burung pertama. Pada titik ini, hipotesis keadaan tunak menjadi teori.
Selain contoh yang mencolok, ada contoh lain. Misalnya, teori keadaan mapan dikonfirmasi oleh "punah" dan ditemukan di lingula satwa liar (brachiopoda laut), tuatara, atau tuatara (kadal besar), solendon (tikus). Selama jutaan tahun, spesies ini tidak berubah dari nenek moyang fosilnya.
"Kesalahan" paleontologis seperti itu sudah cukup. Bahkan sekarang, para ilmuwan tidak dapat mengatakan dengan akurat spesies mana yang punah yang bisa menjadi pendahulu dari yang hidup. Kesenjangan dalam ajaran paleontologi inilah yang mengarahkan para penganutnya pada gagasan tentang keberadaan negara stasioner.
Status dalam komunitas ilmiah
Tapi teori yang didasarkan pada kesalahan orang lain tidak diterima di lingkungan ilmiah. Keadaan stasioner bertentangan dengan penelitian astronomi modern. Stephen Hawking dalam bukunya A Brief Historytime" mencatat bahwa jika Semesta benar-benar berevolusi dalam "waktu imajiner", maka tidak akan ada singularitas.
Singularitas dalam arti astronomis adalah titik yang tidak memungkinkan untuk ditarik garis lurus. Contoh mencolok adalah lubang hitam - wilayah yang bahkan cahaya yang bergerak dengan kecepatan maksimum yang diketahui tidak dapat pergi. Pusat lubang hitam dianggap singularitas - atom dikompresi hingga tak terhingga.
Jadi, dalam komunitas ilmiah, hipotesis semacam itu adalah hipotesis filosofis, tetapi kontribusinya terhadap pengembangan teori lain adalah penting. Oleh karena itu, pertanyaan-pertanyaan yang diajukan kepada para arkeolog dan paleontologis oleh para pengikut Eternisme memaksa para ilmuwan untuk lebih cermat meninjau penelitian mereka dan memeriksa kembali data ilmiah.
Mengingat keadaan stasioner sebagai teori asal usul kehidupan di Bumi, kita tidak boleh melupakan makna kuantum dari frasa ini, agar tidak bingung dalam konsep.
Apa itu termodinamika kuantum?
Terobosan signifikan pertama dalam termodinamika kuantum dibuat oleh Niels Bohr, yang menerbitkan tiga postulat utama yang menjadi dasar sebagian besar perhitungan dan pernyataan fisikawan dan kimiawan saat ini. Tiga postulat dianggap dengan skeptis, tetapi tidak mungkin untuk tidak mengenalinya sebagai benar pada waktu itu. Tapi apa itu termodinamika kuantum?
Bentuk termodinamika dalam fisika klasik dan kuantum adalah sistem benda yang bertukar energi internal satu sama lain dan dengantubuh sekitarnya. Itu dapat terdiri dari satu atau beberapa benda, dan pada saat yang sama berada dalam keadaan yang berbeda dalam tekanan, volume, suhu, dll.
Dalam sistem ekuilibrium, semua parameter memiliki nilai tetap, sehingga sesuai dengan keadaan ekuilibrium. Merupakan proses reversibel.
Dalam bentuk non-ekuilibrium, setidaknya satu parameter tidak memiliki nilai tetap. Sistem seperti itu berada di luar kesetimbangan termodinamika, paling sering mewakili proses yang tidak dapat diubah, misalnya, proses kimia.
Jika kita mencoba menampilkan keadaan setimbang dalam bentuk grafik, kita akan mendapatkan sebuah titik. Dalam kasus keadaan tidak setimbang, grafik akan selalu berbeda, tetapi tidak dalam bentuk titik, karena satu atau lebih nilai yang tidak akurat.
Relaksasi adalah proses transisi dari keadaan tidak setimbang (ireversibel) ke keadaan setimbang (reversibel). Konsep proses reversibel dan ireversibel memainkan peran penting dalam termodinamika.
Teorema Prigozhin
Ini adalah salah satu kesimpulan termodinamika tentang proses non-kesetimbangan. Menurutnya, dalam keadaan stasioner dari sistem nonequilibrium linier, produksi entropi minimal. Dengan tidak adanya hambatan untuk mencapai keadaan ekuilibrium, nilai entropi turun menjadi nol. Teorema ini dibuktikan pada tahun 1947 oleh fisikawan I. R. Prigogine.
Artinya adalah bahwa keadaan stasioner kesetimbangan, di mana sistem termodinamika cenderung, memiliki produksi entropi serendah yang dimungkinkan oleh kondisi batas yang diterapkan pada sistem.
Pernyataan Prigozhinmelanjutkan dari teorema Lars Onsager: untuk penyimpangan kecil dari kesetimbangan, aliran termodinamika dapat direpresentasikan sebagai kombinasi dari jumlah gaya penggerak linier.
Pemikiran Schrödinger dalam bentuk aslinya
Persamaan Schrödinger untuk keadaan diam telah memberikan kontribusi yang signifikan terhadap pengamatan praktis sifat gelombang partikel. Jika interpretasi gelombang de Broglie dan hubungan ketidakpastian Heisenberg memberikan gambaran teoretis tentang gerakan partikel dalam medan gaya, maka pernyataan Schrödinger, yang ditulis pada tahun 1926, menjelaskan proses yang diamati dalam praktik.
Dalam bentuk aslinya, terlihat seperti ini.
dimana,
i - satuan imajiner.
Persamaan Schrödinger untuk keadaan stasioner
Jika medan tempat partikel berada konstan terhadap waktu, maka persamaan tidak bergantung pada waktu dan dapat direpresentasikan sebagai berikut.
Persamaan Schrödinger untuk keadaan diam didasarkan pada postulat Bohr tentang sifat atom dan elektronnya. Ini dianggap sebagai salah satu persamaan utama termodinamika kuantum.
Energi transisi
Ketika sebuah atom dalam keadaan diam, tidak ada radiasi yang terjadi, tetapi elektron bergerak dengan beberapa percepatan. Dalam hal ini, keadaan elektron ditentukan pada setiap orbital dengan energi Et. Kira-kira nilainya dapat diperkirakan dengan potensi ionisasi tingkat elektronik ini.
JadiJadi, setelah pernyataan pertama, yang baru muncul. Postulat kedua Bohr mengatakan: jika selama gerak partikel bermuatan negatif (elektron) momentum sudutnya (L =mevr) adalah kelipatan dari konstanta bar dibagi 2π, maka atom dalam keadaan diam. Yaitu: mevrn =n(h/2π)
Dari pernyataan ini, pernyataan lain berikut: energi kuantum (foton) adalah perbedaan energi keadaan stasioner atom yang dilalui kuantum.
Nilai ini, dihitung oleh Bohr dan dimodifikasi untuk tujuan praktis oleh Schrödinger, telah memberikan kontribusi yang signifikan terhadap penjelasan termodinamika kuantum.
postulat ketiga
postulat ketiga Bohr - tentang transisi kuantum dengan radiasi juga menyiratkan keadaan stasioner elektron. Jadi, radiasi dalam transisi dari satu ke yang lain diserap atau dipancarkan dalam bentuk kuanta energi. Selain itu, energi kuanta sama dengan perbedaan energi keadaan stasioner di mana transisi terjadi. Radiasi hanya terjadi ketika elektron menjauh dari inti atom.
postulat ketiga dikonfirmasi secara eksperimental oleh eksperimen Hertz dan Frank.
Teorema Prigogin menjelaskan sifat-sifat entropi untuk proses tidak setimbang yang cenderung kesetimbangan.
