Na kraju tisućljeća sv. Svijet fizike Časopis je proveo anketu u kojoj su pitali 100 vodećih svjetskih fizičara koga smatraju najboljim 10 najvećih znanstvenika svih vremena. Osim što je najpoznatiji znanstvenik koji je ikada živio, Albert Einstein je i kućno ime, sinonim za genijalnost i beskrajnu kreativnost.
Kao otkrivač posebne i opće relativnosti, Einstein je revolucionirao naše razumijevanje vremena, prostora i svemira. Ovo otkriće, zajedno s razvojem kvantne mehanike, učinkovito je okončalo eru Newtonove fizike i urodilo modernim vremenom. Dok su prethodna dva stoljeća bila karakterizirana univerzalnom gravitacijom i fiksnim referentnim okvirima, Einstein nam je pomogao u doba nesigurnosti, crnih rupa i "zastrašujućeg djelovanja na daljinu".
Rani život:
Albert Einstein rođen je 14. ožujka 1879. godine u gradu Ulmu, tada dijelu Kraljevine Wurttenmberg (danas savezna njemačka država Baden-Württemberg). Njegovi roditelji bili su Hermann Einstein (komercijalist i inženjer) i Pauline Koch, koji su bili nesavjesni Aškenazi Židovi - proširena zajednica Jevreja koji govore idišima i živjeli su u Njemačkoj i Srednjoj Europi.
1880. godine, kada je imao samo šest tjedana, Einsteinova obitelj preselila se u München, gdje su njegov otac i njegov stric osnovali Elektrotechnische Fabrik J. Einstein & Cie (tvrtka koja se bavi proizvodnjom električne opreme na bazi istosmjerne struje). 1894. očeva tvrtka nije uspjela i obitelj se preselila u Italiju, dok je Einstein ostao u Münchenu kako bi dovršio studije.
Obrazovanje:
Godine 1884. Albert Einstein pohađao je katoličku osnovnu školu, u kojoj je ostao do 1887. Tada je prebačen u gimnaziju Luitpold, gdje je stekao napredno osnovno i srednjoškolsko obrazovanje. Njegov se otac nadao da će Einstein slijediti njegove korake i krenuti u elektrotehniku, ali Einstein je imao poteškoća sa školskim nastavnim metodama, preferirajući samostalno usmjerenje prema učenju rote.
Tijekom posjeta njegovoj obitelji u Italiji 1894. Einstein je napisao kratki esej pod naslovom „Istraživanje stanja etera u magnetskom polju“ - što će mu biti prva znanstvena publikacija. 1895. godine Einstein je položio prijemni ispit na Švicarskom saveznom veleučilištu u Zürichu - trenutno poznatom kao Eidgenössische Technische Hochschule Zürich (ETH Zurich).
Iako nije ispunio sve zahtjeve, stekao je izvanredne ocjene iz fizike i matematike. Po savjetu ravnatelja Veleučilišta Zürich, pohađao je argovijsku kantonalnu školu u gradu Aarau u Švicarskoj, da bi završio srednju školu. To je učinio između 1895-96, dok je boravio s obitelji profesora.
U rujnu 1896. položio je švicarski ispitni ispit s uglavnom dobrim ocjenama, uključujući najviše ocjene iz fizike i matematičkih predmeta. Iako je imao samo 17 godina, upisao je četverogodišnji diplomski program matematike i fizike na Veleučilištu Zürich. Tamo je upoznao svoju prvu i buduću suprugu Milevu Marić, srpsku državljanku i jedinu ženu među šest učenika u odjeljku za matematiku i fiziku.
Njih dvoje će se vjenčati 1904. i imati dva sina, ali razveli bi se do 1919. nakon što su živjeli odvojeno pet godina. Nakon toga, Einstein se ponovno vjenčao, ovaj put sa svojom rođakom Elsom Löwenthal - s kojom je ostao u braku do njezine smrti 1939. godine. Einstein je u to vrijeme išao do svojih najvećih znanstvenih dostignuća.
Znanstvena dostignuća:
1900. godine Einsteinu je dodijeljena učiteljska diploma Zürich Polytechnic. Nakon diplome proveo je blizu dvije godine u potrazi za učiteljskim poslom i stekao švicarsko državljanstvo. Na kraju je, uz pomoć oca svog prijatelja i kolege Marcela Grossmanna, Einsten osigurao posao u Federalnom uredu za intelektualno vlasništvo u Bernu. 1903. godine njegov položaj postaje trajan.
Veliki dio Einsteinova rada u patentnom uredu bio je vezan uz pitanja o prijenosu električnih signala i električno-mehaničkoj sinkronizaciji vremena. Ti će se tehnički problemi više puta pojavljivati u Einsteinovim misaonim eksperimentima, na kraju dovodeći ga do njegovih radikalnih zaključaka o prirodi svjetla i temeljnoj povezanosti prostora i vremena.
1900. objavio je rad pod naslovom „Folgerungen aus den Capillaritätserscheinungen"(" Zaključci iz pojava kapilarnosti "). Oslanjajući se na Newtonovu teoriju univerzalne gravitacije, predložio je u ovom radu teoriju da su interakcije između svih molekula univerzalna funkcija udaljenosti, analogno sili gravitacije obrnutog kvadrata. Kasnije bi se pokazalo da je to netočno, ali objavljivanje radova u prestižnom je oblikuAnnalen der Physik (Časopis za fiziku) privukao je pozornost iz akademskog svijeta.
30. travnja 1905. Einstein je dovršio disertaciju pod budnim okom profesora Alfreda Kleinera, sveučilišnog profesora eksperimentalne fizike. Njegova disertacija - pod nazivom "Novo određivanje molekulskih dimenzija" - doktorirala je na Sveučilištu u Zürichu.
Iste godine, u eksploziji kreativne intelektualne energije - ono što je poznato kao njegova "Annus mirabilis" (čudo godina) - Einstein je objavio i četiri revolucionarna rada o fotoelektričnom učinku, Brownovom kretanju, posebnoj relativnosti i ekvivalentnosti mase i energije, što će ga upozoriti na međunarodnu znanstvenu zajednicu.
Do 1908. imenovan je predavačem na Sveučilištu u Bernu. Sljedeće godine, nakon predavanja o elektrodinamici i principu relativnosti na Sveučilištu u Zürichu, Alfred Kleiner preporučio ga je fakultetu za novostvoreno profesora iz teorijske fizike. Einstein je 1909. godine imenovan za izvanrednog profesora.
U travnju 1911. Einstein je postao redoviti profesor na Sveučilištu Charles-Ferdinand u Praqueu, koje je u to vrijeme bilo dio Austro-Ugarskog Carstva. Za vrijeme svog boravka u Pragu napisao je 11 znanstvenih radova od kojih je 5 bilo o matematici zračenja i o kvantnoj teoriji čvrstih tijela.
U srpnju 1912. vratio se u Švicarsku i ETH Zürich, gdje je predavao analitičku mehaniku i termodinamiku do 1914. Za vrijeme boravka u ETH Zürich, također je proučavao mehaniku kontinuiteta, te molekularnu teoriju topline i problem gravitacije. Godine 1914. vratio se u Njemačku i imenovan ravnateljem Instituta za fiziku Kaiser Wilhelm (1914.-1932.) I profesorom na Sveučilištu u Humboldtu u Berlinu.
Ubrzo je postao članom Pruske akademije znanosti, a od 1916. do 1918. obnašao je dužnost predsjednika Njemačkog fizičkog društva. 1920. godine postao je stranim članom Kraljevske nizozemske akademije umjetnosti i znanosti, a izabran je za stranog člana Kraljevskog društva (ForMemRS) 1921.
Status izbjeglica:
Einstein je 1933. godine po treći put posjetio Sjedinjene Države. Ali za razliku od prijašnjih posjeta - gdje je vodio niz predavanja i turneje - ovom prilikom je znao da se ne može vratiti u Njemačku, zbog porasta nacizma pod Adolfom Hitlerom. Nakon trećeg dvomjesečnog posjećivanja profesora na američkim sveučilištima, on i supruga Elsa otputovali su u ožujku 1933. u Antwerpen u Belgiji.
Po dolasku, kad su saznali da su im vikendicu pretresli nacisti i da im je oduzeta osobna jedrilica, Einstein se odrekao njemačkog državljanstva. Mjesec dana kasnije, Einsteinova djela našla su se među onima na meti spaljivanja nacističkih knjiga, a on je stavljen na popis "neprijatelja njemačkog režima", s glavom od 5000 dolara na glavi.
U tom je razdoblju Einstein postao dio velike zajednice njemačkih i židovskih bivših rodoljuba u Belgiji, od kojih su mnogi bili znanstvenici. Prvih nekoliko mjeseci unajmio je kuću u De Haanu u Belgiji, gdje je živio i radio. Također se posvetio pomaganju židovskim znanstvenicima da izbjegnu progon i ubojstva u rukama nacista.
U srpnju 1933. otišao je u Englesku na osobni poziv svog prijatelja i zapovjednika pomorskog časnika Olivera Locker-Lampsona. Dok se ondje sastao, sastao se s tadašnjim članom parlamenta Winstonom Churchillom i bivšim premijerom Lloydom Georgeom i zamolio ih da pomognu dovesti židovske znanstvenike iz Njemačke. Prema jednom povjesničaru, Churchill je otpustio fizičara Fredericka Lindemanna u Njemačku kako bi tražio židovske znanstvenike i smjestio ih na britanska sveučilišta.
Einstein je kasnije kontaktirao čelnike drugih naroda, uključujući turskog premijera Ismeta Inönüa, kako bi zatražio pomoć u preseljavanju židovskih državljana koji bježe pred nacistima. U rujnu 1933. pisao je Inönüu, tražeći smještanje nezaposlenih njemačko-židovskih znanstvenika. Kao rezultat Einsteinova pisma, židovski pozivi u Tursku na kraju su primili preko 1000 pojedinaca.
Iako je Locker-Lamspon pozvao britanski parlament da proširi državljanstvo Einsteinu, njegovi napori nisu uspjeli, a Einstein je prihvatio raniju ponudu Princetonskog instituta za napredni studij u New Jerseyju da postane rezidencijalni stipendist. U listopadu 1933. Einstein je stigao u SAD i zauzeo to mjesto.
U to je vrijeme većina američkih sveučilišta imala minimalan ili nikakav židovski fakultet ili studente zbog kvota koje su ograničavale broj Židova koji su mogli upisati ili predavati. Oni bi isticali do 1940. godine, ali ostali su prepreka američko-židovskim znanstvenicima da u potpunosti sudjeluju u akademskom životu i steknu sveučilišno obrazovanje.
1935. Einstein je podnio zahtjev za trajno državljanstvo u SAD-u, koje mu je dodijeljeno 1940. Ostao bi u SAD-u i zadržao pripadnost Institutu za napredni studij sve do svoje smrti 1955. Tijekom tog razdoblja, Einstein je pokušao razviti objedinjena teorija polja i pobijanje prihvaćene interpretacije kvantne fizike, obje neuspješno.
Manhattan projekt:
Tijekom Drugog svjetskog rata, Einstein je igrao važnu ulogu u stvaranju Manhattanskog projekta - razvoja atomske bombe. Ovaj je projekt započeo nakon što je Einsteinu 1939. godine prišla grupa znanstvenika koju je vodio mađarski fizičar Leó Szilárd. Čuvši njihova upozorenja o nacističkom programu nuklearnog oružja, napisao je pismo tadašnjem predsjedniku Rooseveltu, upozoravajući ga na ekstremnu opasnost takvog oružja u nacističkim rukama.
Iako pacifist koji nikada nije razmišljao o upotrebi nuklearne fizike za razvoj oružja, Einstein je bio zabrinut zbog nacista koji posjeduju takvo oružje. Kao takvi, on i Szilárd, zajedno s drugim izbjeglicama kao što su Edward Teller i Eugene Wigner, "smatrali su svojom odgovornošću upozoriti Amerikance na mogućnost da njemački znanstvenici pobijede u utrci za izgradnju atomske bombe i upozoravaju da će Hitler biti više nego voljan pribjegavati takvom oružju. "
Prema povjesničarima Sarah J. Diehl i Jamesu Clayu Moltzu, pismo je "moglo biti ključni poticaj za američko usvajanje ozbiljnih istraga nuklearnog oružja uoči ulaska SAD-a u Drugi svjetski rat". Pored pisma, Einstein je iskoristio svoje veze s belgijskom kraljevskom obitelji i majkom belgijske kraljice kako bi dobio osobni izaslanik u Ovalnom uredu Bijele kuće, gdje se sastao s Rooseveltom kako bi osobno razgovarao o opasnosti.
Kao rezultat pisma Einsteina i njegovih sastanaka s Rooseveltom, Sjedinjene Države pokrenule su projekt Manhattan i mobilizirale sve potrebne resurse za istraživanje, izgradnju i testiranje atomske bombe. Do 1945. godine, ovaj aspekt utrke u naoružanju osvojile su savezničke sile, jer Njemačka nikada nije uspjela stvoriti svoje atomsko oružje.
Einstein će, temeljno pacifistički, kasnije doći da duboko žali zbog svoje uključenosti u razvoj nuklearnog oružja. Kao što je rekao svom prijatelju, Linusu Paulingu, 1954. godine (godinu dana prije smrti): "U životu sam napravio jednu veliku grešku - kada sam potpisao pismo predsjedniku Rooseveltu u kojem se preporučuje da se naprave atomske bombe; ali postojalo je neko opravdanje - opasnost da će ih Nijemci stvoriti. "
Teorija relativnosti:
Iako je Einstein tijekom godina postigao mnoga značajna dostignuća, a nadaleko je poznat po svom doprinosu u uspostavljanju Manhattanskog projekta, njegova najpoznatija teorija je ona koja je predstavljena jednostavnom jednadžbom E = mc² (gdje E je energija, m je masa, i c je brzina svjetlosti). Ova bi teorija poništila stoljeća znanstvenog mišljenja i ortodoksnosti.
No, naravno, Einstein nije razvijao ovu teoriju u vakuumu, a put koji ga je natjerao da zaključi da su vrijeme i prostor u odnosu na promatrača bio dug i krivudav. Einsteinova eventualna hipoteza relativnosti je velikim dijelom bila pokušaj usklađivanja Newtonovih zakona mehanike sa zakonima elektromagnetizma (kao što su karakterizirane Maxwellovim jednadžbama i Lorentzov zakon sile).
Znanstvenici se već neko vrijeme suočavaju s nedosljednostima između ta dva polja, što se odrazilo i na newtonsku fiziku. Dok se Isaac Newton pretplatio na ideju apsolutnog prostora i vremena, pridržavao se i Galileovog principa relativnosti - koji kaže da: "Bilo koja dva promatrača koja se kreću konstantnom brzinom i smjerom jedan prema drugom dobit će iste rezultate za sve mehaničke eksperimente."
Već od 1905., kad je Einstein objavio svoj seminarski članakO elektrodinamičnosti pokretnih tijela„, Radni konsenzus znanstvenika je smatrao da bi svjetlost koja putuje kroz pokretni medij bila povučena po mediju. To je zauzvrat značilo da će izmjerena brzina svjetlosti biti jednostavna svota njegove brzine kroz medij plus brzina od taj medij.
Ova je teorija također držala da je prostor ispunjen "svjetlosnim eterom", hipotetičkim medijem za koji se vjerovalo da je potreban za širenje svjetlosti u svemiru. U skladu s tim, ovu će se eteriku ili povlačiti ili prenositi unutar nje. Međutim, taj konsenzus rezultirao je brojnim teorijskim problemima koji su do Einsteinova vremena ostali neriješeni.
Za jedno, znanstvenici nisu uspjeli pronaći apsolutno stanje gibanja, što je ukazivalo da je načelo relativnosti gibanja (tj. Da samo rođak gibanje je promatrano i nema apsolutnog standarda odmora) bilo je valjano. Drugo, postojao je i stalni problem koji je postavljao "zvjezdani opijanje", fenomen gdje je prividno kretanje nebeskih tijela oko njihovih lokacija ovisilo o brzini promatrača.
Pored toga, ispitivanja provedena na brzini svjetlosti u vodi (eksperiment Fizeau) pokazala su da će se svjetlost koja putuje kroz pokretni medij povući po mediju, ali ne približno onoliko koliko se očekivalo. To je podržalo i druge eksperimente - poput Fresnelove djelomične hipoteze eter-povlačenja i eksperimente Sir Georgea Stokesa - koji su predložili da se eter djelomično ili u cijelosti prenosi zajedno s materijom.
Einsteinova teorija posebne relativnosti bila je revolucionarna u tome što je tvrdio da je brzina svjetlosti jednaka u svim inercijalnim referentnim okvirima i uveo ideju da se velike promjene događaju kada se stvari kreću u blizini brzine svjetlosti. Oni uključuju vremensko-prostorni okvir pokretnog tijela koje se pojavljuje kako bi se usporilo i stezalo u smjeru gibanja ako se mjeri u promatračkom okviru.
Poznat kao Einsteinova teorija specijalne relativnosti, njegova su zapažanja uskladila Maxwell-ove jednadžbe za elektricitet i magnetizam sa zakonima mehanike, pojednostavio matematičke proračune uklanjanjem vanjskih objašnjenja koje su koristili drugi znanstvenici i učinio postojanje etera posve suvišnim. Također se podudara s izravno promatranom brzinom svjetlosti i bilježi uočene aberacije.
Naravno, Einsteinova teorija susrela se sa miješanim reakcijama znanstvene zajednice i ostat će kontroverzna mnogo godina. S njegovom jednadžbom, E = mc², Einstein je silno pojednostavio proračune potrebne za razumijevanje načina na koji se širi svjetlost. Ujedno je sugerirao da su prostor i vrijeme (kao i materija i energija) samo različiti izrazi iste stvari.
Između 1907 i 1911, dok je još radio u patentnom uredu, Einstein je počeo razmatrati kako se posebna relativnost može primijeniti na gravitacijska polja - što će postati poznato kao Teorija opće relativnosti. Ovo je počelo člankom pod naslovom:Načelo relativnosti i zaključci koji iz njega proizlaze“, Objavljeno 1907, u kojem se osvrnuo na to kako se pravilo posebne relativnosti može primjenjivati i na ubrzanje.
Ukratko, tvrdio je da je slobodni pad stvarno inercijalno kretanje; a za promatrača moraju se primjenjivati pravila posebne relativnosti. Ovaj argument je također poznat kao načelo ekvivalencije, koji kaže da je gravitaciona masa identična inercijalnoj masi. U istom je članku Einstein predvidio i fenomen gravitacijskog širenja vremena - gdje dva promatrača smještena na različitim udaljenostima od gravitacijske mase uočavaju razliku u količini vremena između dva događaja.
Einstein je 1911. objavio “O utjecaju gravitacije na širenje svjetlosti“, Koji se proširio na članak iz 1907. godine. U ovom je članku predvidio da će kutija s satom koji se ubrzava prema gore doživjeti vrijeme brže od onog koji je još uvijek sjedio unutar nepromjenjivog gravitacijskog polja. Zaključuje da stope satova ovise o njihovom položaju u gravitacijskom polju i da je razlika u brzini proporcionalna gravitacijskom potencijalu prvom aproksimaciji.
U istom je članku predvidio da će odboj svjetlosti ovisiti o masi tijela. To se pokazalo osobito utjecajnim, jer je prvi put dao probni prijedlog. 1919. njemački astronom Erwin Finlay-Freundlich pozvao je znanstvenike širom svijeta da testiraju ovu teoriju mjerenjem odbojnosti svjetlosti tijekom pomračenja Sunca u svibnju 1929. godine.
Einsteinovo predviđanje potvrdio je i sir Arthur Eddington, koji je njegova opažanja objavljena ubrzo nakon toga. Dana 7. studenog 1919 Vrijeme rezultate je objavila pod naslovom: „Revolucija u znanosti - nova teorija svemira - Newtonijeve ideje potopljene“. Opća relativnost od tada se razvila u važan alat moderne astrofizike. To je osnova za trenutačno razumijevanje crnih rupa, područja prostora u kojima je gravitacijska privlačnost toliko jaka da ni svjetlost ne može pobjeći.
Suvremena kvantna teorija:
Einstein je također pomogao unaprijediti teoriju kvantne mehanike. Tijekom 1910-ih ova se znanost širila svojom obujmom da obuhvati mnogo različitih sustava. Einstein je doprinio tim zbivanjima tako što je unaprijedio teoriju kvanta prema svjetlu i upotrijebio je za obračun različitih termodinamičkih učinaka koji su bili u suprotnosti s klasičnom mehanikom.
U svom radu iz 1905.,Heurističko gledište koje se odnosi na proizvodnju i transformaciju svjetlosti“, On je postulirao da se svjetlost sastoji od lokaliziranih čestica (tj. Kvanta). Njegovi suvremenici - uključujući Neilsa Bohra i Maxa Plancka - ovu bi teoriju odbacili, ali dokazala bi se 1919. godine eksperimentima koji su izmjerili fotoelektrični učinak.
To je dodatno proširio u svom dokumentu iz 1908.,Razvoj naših pogleda na sastav i suštinu zračenja", Gdje je pokazao da energetski kvanti Maxa Plancka moraju imati dobro definirani trenutak i djelovati u nekim aspektima kao neovisne, točkaste čestice. Ovaj rad je predstavio foton koncept i nadahnuo pojam dualnosti vala i čestica (tj. svjetlost koja se ponaša kao čestica i val) u kvantnoj mehanici.
U svom radu iz 1907. godine,Planckova teorija zračenja i teorija specifične topline„Einstein je predložio model materije u kojoj je svaki atom rešetkaste strukture neovisni harmonski oscilator - postoji u jednako raspoređenim, kvantiziranim stanjima. Predložio je ovu teoriju jer je posebno jasan dokaz da bi kvantna mehanika mogla riješiti specifični toplinski problem u klasičnoj mehanici.
Einstein je 1917. objavio članak pod naslovom:O kvantnoj teoriji zračenja"Koji je predložio mogućnost poticane emisije, fizički proces koji omogućava mikrovalno pojačanje i laser. Ovaj je rad imao ogroman utjecaj na kasniji razvoj kvantne mehanike, jer je prvi rad pokazao da statistika atomskih prijelaza ima jednostavne zakone.
Ovaj će rad i dalje nadahnuti članak Erwina Schrödingera iz 1926., "Kvantizacija kao svojstveni problem„. U ovom je članku objavio svoju sada čuvenu Schrödingerovu jednadžbu u kojoj opisuje kako se kvantno stanje kvantnog sustava mijenja s vremenom. Ovaj je članak sveopće slavljen kao jedno od najvažnijih dostignuća dvadesetog stoljeća i stvorio je revoluciju u većini područja kvantne mehanike, kao i svih fizika i kemije.
Zanimljivo je da će Einstein s vremenom postati nezadovoljan teorijom kvantne mehanike koju je pomogao stvoriti, osjećajući da potiče osjećaj kaosa i slučajnosti u znanosti. Kao odgovor, iznio je svoj poznati citat: "Bog se ne igra na kockice", i vratio se proučavanju kvantnih pojava.
To ga je navelo da predloži paradoks Einstein-Podolsky-Rosen (EPR paradoks) nazvan po Einstienu i njegovim suradnicima - Borisu Podoliskyju i Nathanu Rosenu. U svom članku iz 1935. pod naslovom, „Može li se kvantno-mehanički opis fizičke stvarnosti smatrati potpunim?“, Tvrdili su da dokazuju da kvantno zapletenost krši lokalni realistički pogled na uzročnost - s tim da ga je Einstein nazivao „sablasnim djelovanjem na daljinu“.
Pri tome su tvrdili da valna funkcija kvantne mehanike ne daje cjelovit opis fizičke stvarnosti, važan paradoks koji bi imao važne implikacije na interpretaciju kvantne mehanike. Iako bi se paradoks EPR pokazao netočnim nakon Einsteinove smrti, on je pomogao pridonijeti polju koje je pomogao stvoriti, ali kasnije će ga pokušati osporiti do kraja svojih dana.
Kozmološke konstantne i crne rupe:
1917. godine Einstein je primijenio Opću teoriju relativnosti za modeliranje svemira u cjelini. Iako je više volio ideju svemira koja je vječna i nepromjenjiva, to nije bilo u skladu s njegovim teorijama o relativnosti, koje su predviđale da je svemir ili u stanju ekspanzije ili propadanja.
Da bi se pozabavio tim problemom, Einstein je uveo novi koncept u teoriju, poznat kao Kozmološka konstanta (koju predstavlja Lambda). Svrha toga bila je ispraviti učinke gravitacije i omogućiti cijelom sustavu da ostane vječna, statična sfera. Međutim, 1929. Edwin Hubble potvrdio je da se svemir širi. Nakon posjeta Opservatoriju Mount Wilson s Hubbleom, Einstein je formalno odbacio kozmološku konstantu.
Međutim, koncept je revidiran krajem 2013., kada je Einstein prethodno otkrio rukopis (pod nazivom "O kozmološkom problemu") bilo je otkriveno. U ovom je rukopisu Einstein predložio reviziju modela, u kojem je konstanta bila odgovorna za stvaranje nove materije kako se svemir širi - osiguravajući tako da se prosječna gustoća svemira nikada ne promijeni.
To je u skladu s sada zastarjelim modelom kozmologije za stabilnost (predloženo kasnije 1949.) i današnjim modernim razumijevanjem tamne energije. U biti, ono što je Einstein opisao u mnogim svojim biografijama kao "najveću grešku" na kraju bi se moglo preispitati i smatrati dijelom veće misterije svemira - postojanja nevidljive mase i energije koja održava kozmološku ravnotežu.
1915., nekoliko mjeseci nakon što je Einstein objavio svoju Teoriju opće relativnosti, njemački fizičar i astronom Karl Schwarzschild pronašao je rješenje za Einsteinove jednadžbe polja koje su opisale gravitacijsko polje točke i sferne mase. Ovo rješenje, koje danas nazivamo Schwarzschildovim polumjerom, opisuje točku u kojoj je masa sfere toliko komprimirana da bi brzina bijega s površine bila jednaka brzini svjetlosti.
Vremenom su drugi fizičari neovisno došli do istih zaključaka. Godine 1924. engleski astrofizičar Arthur Eddington komentirao je kako Einsteinova teorija omogućava isključenje prevelike gustoće vidljivih zvijezda, tvrdeći da bi one "proizvele toliko zakrivljenosti metrike prostor-vrijeme da bi se prostor zatvorio oko zvijezde, ostavljajući nas vani (tj. nigdje). "
1931. godine, indijsko-američki astrofizičar Subrahmanyan Chandrasekhar izračunao je, koristeći Posebnu relativnost, da će se rotirajuće tijelo elektrone degenerirane materije iznad određene ograničavajuće mase urušiti na sebe. 1939. Robert Oppenheimer i drugi složili su se s Chandrasekharovom analizom tvrdeći da će se neutronske zvijezde iznad propisane granice srušiti u crne rupe i zaključili da nijedan fizički zakon vjerojatno neće intervenirati i zaustaviti barem neke zvijezde od urušavanja u crne rupe.
Oppenheimer i njegovi koautori tumačili su singularnost na granici Schwarzschildovog radijusa kao naznaku da je to granica mjehurića u kojem se vrijeme zaustavilo. Vanjskom bi promatraču vidjeli da se površina zvijezde vremenom zamrznula u trenutku pada, ali padajući promatrač imao bi potpuno drugačije iskustvo.
Ostala ostvarenja:
Osim što je revolucionirao naše razumijevanje vremena, prostora, kretanja i gravitacije svojim teorijama posebne i opće relativnosti, Einstein je dao i brojne druge doprinose u području fizike. U stvari, Einstein je objavio stotine knjiga i članaka u svom životu, kao i više od 300 znanstvenih radova i 150 neznanstvenih.
5. prosinca 2014., sveučilišta i arhivi širom svijeta počeli su službeno objavljivati Einsteinove prikupljene radove koji su sadržavali više od 30 000 jedinstvenih dokumenata. Na primjer, dva rada koja su objavljena 1902 i 1903 - „Kinetička teorija toplinske ravnoteže i drugi zakon termodinamike"I"Teorija temelja termodinamike”- bavio se temom termodinamike i Brownovim gibanjem.
Po definiciji, Brownijevo kretanje kaže da tamo gdje mala količina čestica oscilira bez preferiranog smjera, oni se na kraju šire kako bi ispunili cijeli medij. Baveći se time sa statističkog stajališta, Einstein je vjerovao da se kinetička energija oscilirajućih čestica u mediju može prenijeti na veće čestice, koje se zauzvrat mogu promatrati pod mikroskopom - dokazujući tako postojanje atoma različitih veličina.
Ovi radovi bili su temelj za rad iz Browna iz 1905., koji je pokazao da se to može smatrati čvrstim dokazom da molekule postoje. Kasnije će ovu analizu potvrditi francuski fizičar Jean-Baptiste Perrin, a Einstein je 1926. godine dobio Nobelovu nagradu za fiziku. Njegov je rad utemeljio fizičku teoriju Brownijeva pokreta i zaustavio skepticizam prema postojanju atoma i molekula kao stvarnih fizičkih cjelina ,
Nakon svog istraživanja o općoj relativnosti, Einstein je ušao u niz pokušaja da generalizira svoju geometrijsku teoriju gravitacije kako bi uključio elektromagnetizam kao još jedan aspekt jedinstvene cjeline. 1950. opisao je svoju "jedinstvenu teoriju polja" u članku pod naslovom, "O općenitoj teoriji gravitacije“, Koji opisuje njegov pokušaj da sve temeljne sile svemira razriješi u jedan okvir.
Iako je i dalje hvaljen zbog svog rada, Einstein je postajao sve izoliraniji u svojim istraživanjima, a njegovi napori na kraju su bili neuspješni. Ipak, Einsteinov san o objedinjavanju drugih zakona fizike s gravitacijom traje i danas, informirajući napore za razvijanje Teorije svega (ToE) - posebno Teorije struna, gdje će se geometrijska polja pojaviti u jedinstvenom kvantno-mehaničkom okruženju.
Njegov rad s Podolskim i Rozenom, nadajući se da će opovrgnuti koncept kvantnih zapletenosti, također je Einsteina i njegove kolege predložio da predlože model crvotočne rupe. Korištenjem Schwarzschildove teorije o crnim rupama i pokušajem modeliranja elementarnih čestica s nabojem kao rješenja gravitacijskih jednadžbi polja, opisao je most između dva zakrpa u prostoru.
Ako bi jedan kraj crvotočne rupe bio pozitivno nabijen, drugi kraj bi bio negativno nabijen. Ova svojstva navela su Einsteina da vjeruje da se parovi čestica i antičestica mogu uplesti bez kršenja zakona relativnosti. Ovaj je koncept posljednjih godina imao dosta posla, a znanstvenici su uspješno stvorili magnetsku crvotočinu u laboratoriju.
A 1926. godine Einstein i njegov bivši student Leó Szilárd izumili su Einstein hladnjak, uređaj koji nije imao pokretne dijelove i oslanjao se samo na apsorpciju topline radi hlađenja njegovog sadržaja. U studenom 1930. dobili su patent za svoj dizajn. Međutim, njihova su nastojanja ubrzo narušila doba depresije, izum freona i švedska tvrtka Electrolux koja je nabavila svoje patente.
Pokušaji oživljavanja tehnologije započeli su 90-ih i 2000-ih, sa studentskim timovima sa Georgia Tech i Sveučilišta Oxford koji su pokušali izgraditi vlastitu verziju hladnjaka Einstein. Zbog dokazane veze Freona s oštećenjem ozonskog omotača, te želi smanjiti utjecaj na okoliš upotrebom manje električne energije, dizajn se smatra ekološki prihvatljivom alternativom i korisnim uređajem za svijet u razvoju.
Smrt i naslijeđe:
Dana 17. travnja 1955., Albert Einstein doživio je unutarnje krvarenje uzrokovano rupturom aneurizme trbušne aorte, zbog čega je prije sedam godina tražio operativni zahvat. U bolnicu je uzeo nacrt govora koji je pripremao za televizijski nastup, u znak sjećanja na sedmu obljetnicu Države Izrael, ali nije živio dovoljno dugo da ga dovrši.
Einstein je odbio operaciju, rekavši: "Želim ići kad hoću. Neukusno je umjetno produžiti život. Učinio sam svoj dio, vrijeme je da krenem. Učinit ću to elegantno. " Umro je u bolnici Princeton rano sljedećeg jutra u dobi od 76 godina, nastavljajući raditi do kraja.
Tijekom obdukcije patolog bolnice Princeton (Thomas Stoltz Harvey) izvadio je Einsteinov mozak radi očuvanja, iako bez dozvole njegove obitelji. Prema Harveyju, to je učinio u nadi da će buduće generacije neuroznanstvenika uspjeti otkriti uzrok Einsteinove genije. Posmrtni ostaci Einsteina kremirani su, a njegov pepeo razbacan na neotkrivenom mjestu.
Za života, Einstein je tijekom života postigao bezbroj počasti, kako posmrtno, tako i tijekom života. In 1921, he was awarded the Nobel Prize in Physics for his explanation of the photoelectric effect, as his theory of relativity was still considered somewhat controversial. In 1925, the Royal Society awarded him the Copley Medal, the oldest Royal Society medal still awarded.
In 1929, Max Planck presented Einstein with the Max Planck medal of the German Physical Society in Berlin, for extraordinary achievements in theoretical physics. In 1934 Einstein gave the Josiah Willard Gibbs lecture, an prestigious annual event where the American Mathematical Society awards a prize for achievements in the field of mathematics. In 1936, Einstein was awarded the Franklin Institute‘s Franklin Medal for his extensive work on relativity and the photoelectric effect.
In 1949, in honor of Einstein’s 70th birthday, the the Lewis and Rosa Strauss Memorial Fund established the Albert Einstein Award. Also known as the Albert Einstein Medal (because it is accompanied with a gold medal) this award was established to recognize high achievement in theoretical physics and the natural sciences.
Since his death, Einstein has been honored by having countless schools, buildings, and memorials named after him. The Luitpold Gymnasium, where he received his early education, was renamed the Albert Einstein Gymnasium in his honor. In August of 1955, four months after Einstein’s death, the 99th chemical element on the Periodic Table was named “einsteinium”.
Also in 1955, the Albert Einstein College of Medicine, a research-intensive not-for-profit, private, and nonsectarian medical school was founded in the Morris Park neighborhood of the Bronx in New York City. Between 1965 and 1978, the US Postal Service issued a series of commemorative stamps known as the Prominent American Series. Einstein was honored with a 8¢ stamp in 1966, the second year of the series.
Similar stamps were issued by the state of Israel in 1956 (a year after his death) and the Soviet Union in 1973. In 1973, an inner main belt asteroid was discovered, which was named 2001 Einstein in his honor. In 1977, the Albert Einstein Society was founded in Bern, Switzerland. Since 1979, they began issuing the Albert Einstein Medal, an annual award presented to people who have “rendered outstanding services” in connection with Einstein.
In 1979, the National Academy of Sciences commissioned the Albert Einstein Memorial on Constitution Avenue in central Washington, D.C. The bronze statue depicts Einstein seated with manuscript papers in hand. In 1990, his name was added to the Walhalla temple for “laudable and distinguished Germans”, which is located in Donaustauf in Bavaria.
In Potsdam, Germany, the Albert Einstein Science Park was constructed on Telegrafenberg hill. The best known building in the park is the Einstein Tower, an astrophysical observatory that was built to perform checks of Einstein’s theory of General Relativity, which has a bust of Einstein at the entrance.
In 1999 Time magazine named him the Person of the Century, ahead of Mahatma Gandhi and Franklin Roosevelt, among others. In the words of a biographer, “to the scientifically literate and the public at large, Einstein is synonymous with genius”. Also in 1999, an opinion poll of 100 leading physicists ranked Einstein the “greatest physicist ever”.
Also in 1999, a Gallup poll conducted recorded him as being the fourth most admired person of the 20th century in the U.S. – Mother Teresa, Martin Luther King, Jr. and John F. Kennedy ranked first through third.
The International Union of Pure and Applied Physics named 2005 the “World Year of Physics” in commemoration of the 100th anniversary of the publication of the “annus mirabilis” papers. In 2008, Einstein was inducted into the New Jersey Hall of Fame. And every year, the Chicago-based Albert Einstein Peace Prize Foundation issues the Albert Einstein Peace Prize, an award that comes with a bursary of $50,000.
Einstein has also been the subject of or inspiration for many novels, films, plays, and works of music. He is a favorite model for fictional representations of the mad scientist and the absent-minded professor, with depictions of these archetypes closely mirroring (and exaggerating) his expressive face and distinctive hairstyle.
Einstein’s contributions to the sciences are immeasurable. When he began his career, scientists were still struggling to reconcile how Newtonian mechanics applied to an ever-widening universe. But thanks to his theories, we would come to understand that there are no absolute frames of reference, and everything depends on the speed and position of the observer.
His work with the behavior of light would also help speed the revolution being made in quantum physics, where scientists began to understand the behavior of matter at the subatomic level. In so doing, Einstein helped to create the two pillars of modern science – Relativity, for dealing with objects on the macro scale; and quantum mechanics, which deals with things on the tiniest of scales.
But Einstein’s legacy goes far beyond what he advanced in his lifetime. In attempting to reconcile his personal beliefs in a universe that made sense with his scientific findings, he introduced a concept that would later become part of our current cosmological models (Dark Matter). These and other ideas would go on to be reconsidered after his death, thus proving that he was not only the greatest mind of his time, but perhaps one of the greatest minds that ever lived.
We have written many articles about Albert Einstein for Space Magazine. Here’s an article about the speed of light, and one about Why Einstein Will Never Be Wrong, and Einstein’s Theory of Relativity. And here’s are some famous Albert Einstein quotes.
Astronomy Cast also has several episodes about Einstein’s greatest theories, like Episode 235: Einstein, Episode 9: Einstein’s Theory of Special Relativity, Episode 280: Cosmological Constant, Episode 287: E=mc², and Episode 31: tring Theory, Time Travel, White Holes, Warp Speed, Multiple Dimensions, and Before the Big Bang
For more information, check out Albert Einstein’s biographical page at Biography.com and NobelPrize.org.
