Happy birthday, Albert Einstein | Human World

Albert Einstein w 1947 roku, via Wikimedia Commons.

14 marca 1879 roku. W tym dniu przypada rocznica urodzin Alberta Einsteina.

Einstein urodził się w Ulm w Niemczech, gdzie wuj Jakob Einstein, inżynier, zapoznał go z naukami ścisłymi i matematyką. W wieku 17 lat, po niezdaniu egzaminu wstępnego w poprzednim roku, zapisał się do Szwajcarskiego Instytutu Politechnicznego. Studia ukończył w 1900 roku, a w 1902 roku został młodszym rzeczoznawcą patentowym w Szwajcarskim Urzędzie Patentowym w Bernie, gdzie specjalizował się w urządzeniach elektrycznych.

Rok 1905 stał się znany jako Cudowny Rok Einsteina. Miał 26 lat i w tym roku opublikował cztery prace, które zmieniły kształt fizyki.

Albert Einstein w 1904 roku w wieku 25 lat.

Efekt fotoelektryczny. Pierwszy wyjaśnił zjawisko zwane efektem fotoelektrycznym – jedną z podstaw współczesnej elektroniki – z praktycznymi zastosowaniami, w tym telewizji. Jego praca na temat efektu fotoelektrycznego pomogła utorować drogę mechanice kwantowej poprzez ustalenie, że światło jest zarówno cząstką, jak i falą. Za tę pracę Einstein otrzymał później Nagrodę Nobla w dziedzinie fizyki.

Ruch Browna. Kolejna praca z 1905 roku dotyczyła ruchu Browna. Einstein stwierdził w niej, że pozornie przypadkowy ruch cząsteczek w płynie (ruch Browna) był przewidywalną, mierzalną częścią ruchu atomów i cząsteczek. Pomogło to w stworzeniu Kinetyczno-Molekularnej Teorii Ciepła, która głosi, że jeśli coś podgrzejemy, to jego cząsteczki zaczynają drgać. W tym samym czasie Einstein dostarczył ostatecznego potwierdzenia, że atomy i cząsteczki rzeczywiście istnieją.

Specjalna teoria względności. Również w 1905 roku Einstein opublikował swoją Szczególną Teorię Względności. Przedtem przestrzeń, czas i masa wydawały się absolutami – takimi samymi dla wszystkich. Einstein wykazał, że różni ludzie różnie postrzegają masę, przestrzeń i czas, ale efekty te nie ujawniają się, dopóki nie zaczniesz poruszać się z prędkością światła. Wtedy okazuje się, na przykład, że czas na szybko poruszającym się statku kosmicznym zwalnia, podczas gdy masa statku wzrasta. Według Einsteina statek kosmiczny poruszający się z prędkością światła miałby nieskończoną masę, a ciało o nieskończonej masie ma również nieskończony opór ruchu. I właśnie dlatego nic nie może rozpędzić się do prędkości większej niż prędkość światła. Z powodu szczególnej względności Einsteina, światło jest teraz postrzegane jako absolut we wszechświecie o zmiennych wartościach przestrzeni, czasu i materii.

Równoważność masa-energia. The czwarty 1905 papier twierdził, że masa i energia są równoważne. Być może znasz coś z tej pracy w słynnym równaniu Einsteina E=mc2. Równanie to oznacza, że energia (E) jest równa masie (m) pomnożonej przez prędkość światła (c) podniesioną do kwadratu. Brzmi prosto? W pewnym sensie tak jest. Oznacza to, że materia i energia to ta sama rzecz. Jest to również bardzo głębokie, po części dlatego, że prędkość światła jest ogromną liczbą. Jak pokazuje to równanie, niewielka ilość masy może być zamieniona w dużą ilość energii… jak w bombach atomowych. To właśnie ta sama przemiana masy w energię, nawiasem mówiąc, powoduje, że gwiazdy świecą.

W swojej Ogólnej Teorii Względności Einstein pokazał, że materia powoduje zakrzywianie przestrzeni, jak na tej ilustracji przedstawiającej światło gwiazdy wygięte przez grawitację Słońca.

Ale Einstein na tym nie poprzestał. Już w 1911 roku przewidział, że światło przechodzące w pobliżu dużej masy, takiej jak gwiazda, zostanie ugięte. Ten pomysł doprowadził do powstania jego Ogólnej Teorii Względności w 1916 roku. Dokument ten ustanowił nowoczesną teorię grawitacji i dał nam pojęcie zakrzywionej przestrzeni. Einstein pokazał na przykład, że małe masy, takie jak planety, tworzą wgłębienia w czasoprzestrzeni, które prawie nie wpływają na drogę światła gwiazd. Ale duże masy, takie jak gwiazdy, wytwarzają mierzalnie zakrzywioną przestrzeń.

Fakt, że zakrzywiona przestrzeń wokół naszego słońca była mierzalna pozwolił innym naukowcom udowodnić teorię Einsteina. W 1919 roku dwie ekspedycje zorganizowane przez Arthura Eddingtona sfotografowały gwiazdy w pobliżu Słońca widoczne podczas zaćmienia Słońca. Przesunięcie tych gwiazd w stosunku do ich rzeczywistych pozycji na sferze niebieskiej pokazało, że grawitacja Słońca powoduje zakrzywienie przestrzeni tak, że światło gwiazd podróżujących w pobliżu Słońca jest zaginane ze swojej pierwotnej ścieżki. Ta obserwacja potwierdziła teorię Einsteina i sprawiła, że Einstein stał się domowym nazwiskiem.

Co ciekawe, teorie Einsteina zawierały elementy, których on sam nie mógł zaakceptować. W pewnym sensie niechętnie odrywał się zbytnio od teorii newtonowskich/makswellowskich, na których opierała się jego praca.

Nigdy nie zaakceptował niektórych założeń mechaniki kwantowej, na przykład takich jak idea nieokreśloności. Pod koniec lat dwudziestych mechanika kwantowa wysunęła się na czoło współczesnej fizyki, jednak Einstein nigdy nie zaakceptował w pełni wielu nowych teorii. Oświadczył:

Bóg nie gra w kości.

Również teoria Einsteina z 1916 roku sugerowała, że wszechświat powinien się rozszerzać lub kurczyć. Einstein nie mógł zaakceptować tej koncepcji, dlatego w 1917 roku wprowadził do swojej teorii stałą kosmologiczną, która pozwoliłaby na to, aby wszechświat był nieruchomy. W 1929 r. Edwin Hubble uzyskał jednak obserwacyjne dowody na to, że wszechświat rzeczywiście się rozszerza. Einstein został zmuszony do zrewidowania swojej teorii. Wprowadzenie stałej kosmologicznej nazwał swoim największym błędem.

Ta część legendy Einsteina ilustruje, być może, powód jego światowej popularności. Wielki geniusz potrafił wyobrazić sobie mechanizmy wszechświata w sposób, który wielu z nas ma problem nawet pojąć. Jego wyobraźnia dawała mu odpowiedzi na pytania, których większość z nas nie przyszłoby do głowy zadać.

Ale pozostał podatny na uprzedzenia i słabości, a przez to na wskroś ludzki … tak jak reszta z nas.

Podsumowanie: Albert Einstein urodził się 14 marca 1879 roku. Opublikował swoją Szczególną Teorię Względności w 1905 roku i Ogólną Teorię Względności w 1916 roku. Jego praca zwieńczyła pracę kilku poprzednich stuleci nauki … i zapoczątkowała nowoczesną fizykę.

Deborah Byrd stworzyła serię radiową EarthSky w 1991 roku i założyła EarthSky.org w 1994 roku. Dziś służy jako redaktor naczelny tej strony internetowej. Zdobyła galaktykę nagród od nadawców i społeczności naukowych, w tym o asteroidę o nazwie 3505 Byrd na jej cześć. Komunikator naukowy i edukator od 1976 roku, Byrd wierzy w nauce jako siły dla dobra w świecie i istotne narzędzie dla 21 wieku. „Bycie redaktorem EarthSky jest jak organizowanie wielkiej globalnej imprezy dla miłośników przyrody” – mówi.

.

Dodaj komentarz

Twój adres e-mail nie zostanie opublikowany.