Portret Alberta Einsteina oko 1939. godine.
(Slika: © MPI / Getty Images)
Albert Einstein često se navodi kao jedan od najutjecajnijih znanstvenika 20. stoljeća. Njegov rad i dalje pomaže astronomima u proučavanju svega, od gravitacijskih valova do Merkurove orbite.
Jednadžba znanstvenika koja je pomogla objasniti posebnu relativnost - E = mc ^ 2 - poznata je čak i među onima koji ne razumiju njezinu osnovnu fiziku. Einstein je poznat i po svojoj teoriji opće relativnosti (objašnjenje gravitacije) i fotoelektričnom učinku (koji objašnjava ponašanje elektrona u određenim okolnostima); njegov rad na potonjem stekao mu je Nobelovu nagradu za fiziku 1921. godine.
Einstein je uzalud pokušao objediniti sve sile svemira u jednoj teoriji, odnosno teoriji svega, na čemu je još radio u vrijeme svoje smrti.
Rane godine
Einstein je rođen 14. ožujka 1879. godine u Ulmu u Njemačkoj, gradu koji danas ima nešto više od 120.000. Na njemu se nalazi mala spomen-ploča na kojoj je stajala njegova kuća (uništena je tijekom Drugog svjetskog rata). Obitelj se preselila u München ubrzo nakon rođenja, a kasnije i u Italiju kada se njegov otac suočio s problemima vođenja vlastitog posla. Einsteinov otac, Hermann, vodio je elektrokemijsku tvornicu, a njegova majka Pauline pobrinula se za Alberta i njegovu mlađu sestru Mariju.
Einstein bi u svojim memoarima napisao da su dva "čuda" duboko pogodila njegove rane godine, prema Hans-Josefu Küpperu, učenjaku Alberta Einsteina. Mladi Einstein naišao je na svoje prvo čudo - kompas - u dobi od 5 godina: To je bio mistificiran nevidljive sile mogao odbiti iglu. To bi dovelo do doživotne fascinacije neviđenim silama. Drugo čudo dogodilo se u dobi od 12 godina kada je otkrio knjigu geometrije, koju je obožavao, nazivajući je svojom "svetom knjigom geometrije".
Suprotno uvriježenom mišljenju, mladi Albert bio je dobar učenik, Izvrsno se pokazao u fizici i matematici, ali bio je više „umjeren“ učenik u drugim predmetima, napisao je Küpper na svojoj web stranici. Međutim, Einstein se pobunio protiv autoritarnog stava nekih svojih učitelja i odustao je od škole u 16. Kasnije je položio prijemni ispit za švicarsku Saveznu politehničku školu u Zürichu, i dok su mu nastupi iz fizike i matematike bili odlični, njegove ocjene u druga su područja bila subpar i nije položio ispit. Težavajući fizičar pohađao je dodatne tečajeve kako bi umanjio jaz u znanju, a primljen je u Švicarsko veleučilište 1896., a 1901. dobio je diplomu za podučavanje fizike i matematike.
Međutim, Einstein nije mogao pronaći učiteljsko mjesto i započeo je rad u Bernskom patentnom uredu 1901, prema svojoj biografiji o Nobelovoj nagradi. Dok je bio tamo, između analize patentnih prijava, razvio je svoj rad u specijalnoj relativnosti i drugim područjima fizike koja su ga kasnije učinila poznatim.
Einstein se 1903. oženio Milevom Marić, dugogodišnjom ljubavlju iz Züricha. Njihova djeca Hans Albert i Eduard rođeni su 1904. i 1910. (Sudbina djeteta koje im se rodilo 1902. prije braka, Lieserl, nepoznata je .) Einstein se razveo od Marića 1919. godine i ubrzo se oženio Elsom Löwenthal. Löwenthal je umro 1933.
Karijera ističe
Einsteinova karijera poslala ga je u više zemalja. Doktorirao je na Sveučilištu u Zürichu 1905., a kasnije je preuzeo profesorske položaje u Zürichu (1909), Pragu (1911) i ponovno u Zürichu (1912). Zatim se preselio u Berlin kako bi postao direktor fizičkog instituta Kaiser Wilhelm i profesor na Sveučilištu u Berlinu (1914). Također je postao njemački državljanin.
velika validacija Einsteinova djela došlo je 1919. godine, kada je Sir Arthur Eddington, sekretar Kraljevskog astronomskog društva, vodio ekspediciju u Afriku koja je mjerila položaj zvijezda tijekom totalnog pomračenja Sunca. Skupina je otkrila da se položaj zvijezda pomaknuo zbog savijanja svjetlosti oko sunca. (2008. godine produkcija BBC / HBO dramatizirala je priču u "Einsteinu i Eddingtonu.")
Einstein je ostao u Njemačkoj do 1933. godine, kada je diktator Adolf Hitler došao na vlast. Fizičar se tada odrekao njemačkog državljanstva i preselio se u Sjedinjene Države da bi postao profesor teorijske fizike na Princetonu. Postao je američki državljanin 1940., a u mirovinu 1945.
Einstein je ostao aktivan u fizičkoj zajednici tijekom svojih kasnijih godina. 1939. slavno napisao pismo predsjedniku Franklinu D. Rooseveltu upozoravajući da se uran može upotrijebiti za atomsku bombu.
Kasno u Einsteinovu životu, on je započeo niz privatnih rasprava s fizičarem Nielsom Bohrom o valjanost kvantne teorije, Bohrove su se teorije održavale dan, a Einstein je kasnije kvantnu teoriju ugradio u svoje proračune.
Einsteinov mozak
Einstein je umro od aneurizme aorte 18. travnja 1955. Krvna žila pukla mu je blizu srca, objavio je Američki muzej prirodne povijesti (AMNH). Upitan želi li operaciju, Einstein je odbio. "Želim ići kad želim ići", rekao je. "Besmisleno je umjetno produžavati život. Napravila sam svoj dio; vrijeme je da krenem. Učinit ću to elegantno."
Einsteinovo tijelo - većina, svejedno - kremirano je; njegov pepeo bio je raširen na neotkrivenom mjestu, prema AMNH. Međutim, liječnik iz bolnice Princeton, Thomas Harvey, obavio je obdukciju, očito bez dozvole, i uklonio Einsteinov mozak i očne jabučice, rekao je Matt Blitz, koji je o Einsteinovom mozgu pisao u stupcu 2015. za Danas sam saznao.
Harvey je prorezao stotine tankih dijelova moždanog tkiva kako bi ih stavio na dijapozitive mikroskopa i iz nekoliko uglova snimio 14 fotografija mozga. Sa sobom je ponio moždano tkivo, dijapozitive i slike kad se preselio u Wichita u Kansasu, gdje je bio medicinski nadzornik u laboratoriji za biološko ispitivanje. [Galerija slika: Einsteinov mozak]
Tijekom sljedećih 30 godina Harvey je poslao nekoliko slajdova drugim istraživačima koji su ih tražili, ali ostatak mozga držao je u dvije staklene staklenke, ponekad u kutiji jabukovača ispod hladnjaka za pivo. Priča o Einsteinovom mozgu bila je dobrim dijelom zaboravljena sve do 1985., kada su Harvey i njegovi kolege objavili svoje rezultate istraživanja u časopisu Eksperimentalna neurologija..
Harvey nije uspio ispit iz kompetencije 1988. godine, a liječnička dozvola mu je oduzeta, piše Blitz. Harvey je na kraju donirao mozak bolnici Princeton, gdje je putovanje mozga počelo. Harvey je umro 2007. godine.Komadići Einsteinova mozga sada se nalaze u muzeju Mütter u Philadelphiji.
Što su studije otkrile
Autori studije iz Harvey iz 1985. izvijestili su da je mozak Einsteina imao veći broj glijalnih stanica (onih koje podržavaju i izoliraju živčani sustav) po neuronima (živčanim stanicama) od ostalih mozgova koje su pregledavali. Zaključili su da bi to moglo značiti da neuroni imaju veću metaboličku potrebu - drugim riječima, Einsteinovim stanicama mozga je bilo potrebno i trošili više energije, što je moglo biti razlog zašto je imao tako napredne sposobnosti razmišljanja i konceptualne vještine.
Međutim, drugi su istraživači istakli nekoliko problema s tom studijom, prema Ericu H. Chudleru, neuroznanstvenica sa Sveučilišta u Washingtonu. Prvo, na primjer, drugi mozgovi korišteni u studiji bili su mlađi od Einsteinova mozga. Drugo, "eksperimentalna skupina" imala je samo jedan subjekt - Einsteina. Potrebne su dodatne studije da bi se vidjelo nalaze li se ove anatomske razlike kod drugih ljudi. I treće, proučavan je samo mali dio Einsteinova mozga.
Druga studija objavljena 1996. u časopisu Pisma neuroznanosti, utvrdili da je mozak Einsteina težio samo 1.230 grama, što je manje od prosječnog muškog mozga odrasle osobe (oko 1.400 g). Također, moždana kore mozga znanstvenika bila su tanja od one u pet kontrolnih mozgova, ali gustoća neurona bila je veća.
Studija objavljena 2012. u časopisu Brain otkrila je da ima mozak Einsteina dodatno savijanje u sivoj materiji, mjesto svjesnog razmišljanja. Konkretno, frontalni režnjevi, regije vezani za apstraktnu misao i planiranje, imali su neobično izraženo savijanje.
Einsteinova znanstvena ostavština
Einsteinova ostavština u fizici je značajna. Evo nekoliko ključnih znanstvenih načela koja je započeo:
Teorija posebne relativnosti: Einstein je pokazao da su fizički zakoni identični za sve promatrače, sve dok nisu pod akceleracijom. Međutim brzina svjetlosti u vakuumu je uvijek isti, bez obzira kojom brzinom promatrač putuje. Taj je rad doveo do njegove spoznaje da su prostor i vrijeme povezani u ono što danas nazivamo prostor-vrijeme. Dakle, događaj koji promatra jedan promatrač također može vidjeti u drugo vrijeme drugi promatrač.
Teorija opće relativnosti: Ovo je bilo preoblikovanje zakona gravitacije. U 1600-ima god. njutn formulirao je tri zakona pokreta, među kojima je opisao kako gravitacija djeluje između dvaju tijela. Sila između njih ovisi o tome koliko je svaki objekt masivan i koliko su predmeti udaljeni. Einstein je utvrdio da, razmišljajući o prostoru-vremenu, masivni objekt uzrokuje distorziju u prostoru-vremenu (poput stavljanja teške lopte na trampolinu). Gravitacija se iskazuje kada drugi predmeti padnu u "bunar" stvoren izobličenjem u prostoru-vremenu, poput mramora koji se kotrlja prema velikoj kugli. Opća relativnost prošla je nedavno veliki test 2019. u pokusu koja uključuje supermasivnu crnu rupu u središtu Mliječnog puta.
Fotoelektrični učinak: Einsteinov rad iz 1905. predložio je da svjetlost treba misliti kao tok čestica (fotona), a ne samo kao jedan val, kao što se u to vrijeme obično mislilo. Njegov je rad pomogao u dešifriranju znatiželjnih rezultata što znanstvenici ranije nisu mogli objasniti.
Jedinstvena teorija polja: Einstein je veći dio svojih kasnijih godina proveo pokušavajući spojiti polja elektromagnetizma i gravitacije. Bio je neuspješan, ali možda je bio ispred svog vremena. Ostali fizičari još uvijek rade na ovom problemu.
Einsteinova ostavština za astronomiju
Postoji mnogo primjena Einsteinova djela, ali evo nekoliko najistaknutijih u astronomiji:
Gravitacijski valovi: 2016. Laser interferometar Gravitacijski valni opservatorij (LIGO) otkrio je raspodjelu prostora i vremena - inače poznatu kao gravitacijski valovi - do toga je došlo nakon što su se crne rupe sudarile oko 1,4 milijarde svjetlosnih godina od Zemlje. LIGO je također prvi put otkrio gravitacijske valove 2015. godine, stoljeće nakon što je Einstein predvidio da postoje pukotine. Valovi su dio Einsteinove teorije opće relativnosti.
Merkurska orbita: Merkur je mali planet koji kruži u blizini vrlo masivnog objekta u odnosu na njegovu veličinu - sunce. Njegova se orbita nije mogla razumjeti sve dok opća relativnost nije pokazala da zakrivljenost prostora-vremena utječe na kretanja Merkura i mijenja njegovu orbitu. Male su šanse da se Merkur tijekom milijardi godina zbog tih promjena mogao izbaciti iz našeg Sunčevog sustava (uz još manju vjerojatnost da se mogao sudariti sa Zemljom).
Gravitacijsko leće: Ovo je fenomen kojim ogromni objekt (poput galaksije ili crne rupe) savija svjetlost oko sebe. Astronomi koji gledaju to područje teleskopom tada mogu vidjeti predmete neposredno iza masivnog predmeta, zbog savijanja svjetlosti. Poznati primjer toga je Einsteinov križ, kvazar u stadu zviježđe Pegasus: Galaksija udaljena oko 400 milijuna svjetlosnih godina savija svjetlost kvazara tako da se ona oko četiri galaksije pojavljuje četiri puta.
Crne rupe: U travnju 2019. godine teleskop Event Horizon pokazao se prvi put slike crne rupe, Fotografije su ponovno potvrdile nekoliko aspekata opće relativnosti, uključujući ne samo to da postoje crne rupe, već i da imaju kružni horizont događaja - točku u kojoj ništa ne može pobjeći, čak ni svjetlost.
Dodatna sredstva:
- Pronađite odgovore na često postavljana pitanja o Albertu Einsteinu na web stranici Nobelove nagrade.
- Prelistajte digitalizirane verzije sustava Einsteinovi objavljeni i neobjavljeni rukopisi u Einstein Archives Online.
- Upoznavanje Einsteinov memorijal u zgradi Nacionalne akademije znanosti u Washingtonu, D.C.
