Grattis på födelsedagen, Albert Einstein | Human World

Albert Einstein 1947, via Wikimedia Commons.

14 mars 1879. Detta är årsdagen för Albert Einsteins födelse.

Einstein föddes i Ulm, Tyskland, där en farbror – Jakob Einstein, en ingenjör – introducerade honom till vetenskap och matematik. Vid 17 års ålder skrev han in sig på det schweiziska polytekniska institutet efter att ha misslyckats med inträdesprovet året innan. Han tog examen år 1900 och 1902 blev han junior patentgranskare vid det schweiziska patentverket i Bern, Schweiz, där han specialiserade sig på elektriska apparater.

Året 1905 kom att bli känt som Einsteins mirakelår. Han var 26 år gammal och det året publicerade han fyra artiklar som omformade fysiken.

Albert Einstein 1904 vid 25 års ålder.

Fotoelektrisk effekt. Den första förklarade det som kallas den fotoelektriska effekten – en av grunderna för dagens elektronik – med praktiska tillämpningar, bland annat tv. Hans uppsats om den fotoelektriska effekten bidrog till att bana väg för kvantmekaniken genom att fastställa att ljus är både en partikel och en våg. För detta arbete tilldelades Einstein senare Nobelpriset i fysik.

Browniansk rörelse. En annan artikel från 1905 som rörde den Brownska rörelsen. I den konstaterade Einstein att den till synes slumpmässiga rörelsen av partiklar i en vätska (Brownsk rörelse) var en förutsägbar och mätbar del av atomers och molekylers rörelse. Detta bidrog till att etablera den kinetiska molekylteorin om värme, som säger att om man värmer något börjar molekylerna vibrera. Samtidigt gav Einstein en definitiv bekräftelse på att atomer och molekyler faktiskt existerar.

Särskild relativitetsteori. Även 1905 publicerade Einstein sin speciella relativitetsteori. Innan dess verkade rymd, tid och massa vara absoluta – samma för alla. Einstein visade att olika människor uppfattar massa, rum och tid på olika sätt, men att dessa effekter inte visar sig förrän man börjar röra sig nästan med ljusets hastighet. Då upptäcker man till exempel att tiden på ett snabbt rörligt rymdskepp saktar ner, samtidigt som skeppets massa ökar. Enligt Einstein skulle ett rymdskepp som färdas med ljusets hastighet ha oändlig massa, och en kropp med oändlig massa har också oändligt motstånd mot rörelse. Och det är därför ingenting kan accelerera till en hastighet som är högre än ljusets hastighet. På grund av Einsteins speciella relativitetsteori ses ljuset nu som ett absolut värde i ett universum med skiftande värden för rymd, tid och materia.

Massa-energi-ekvivalens. I den fjärde uppsatsen från 1905 konstateras att massa och energi är likvärdiga. Du känner kanske till något av detta arbete i Einsteins berömda ekvation E=mc2. Den ekvationen innebär att energi (E) är lika med massa (m) multiplicerat med ljusets hastighet (c) i kvadrat. Låter det enkelt? Det är det på ett sätt. Det betyder att materia och energi är samma sak. Den är också mycket djupgående, delvis på grund av att ljusets hastighet är en enorm siffra. Som ekvationen visar kan en liten mängd massa omvandlas till en stor mängd energi … som i atombomber. Det är förresten samma omvandling av massa till energi som gör att stjärnor lyser.

I sin allmänna relativitetsteori visade Einstein att materia får rummet att kröka sig, som i denna illustration av stjärnljus som böjs av solens gravitation.

Men Einstein slutade inte där. Redan 1911 förutspådde han att ljus som passerar nära en stor massa, t.ex. en stjärna, skulle böjas. Den idén ledde till hans allmänna relativitetsteori 1916. Detta dokument fastställde den moderna gravitationsteorin och gav oss begreppet krökt rymd. Einstein visade till exempel att små massor, t.ex. planeter, bildar gropar i rumtiden som knappast påverkar stjärnljusets väg. Men stora massor, t.ex. stjärnor, ger upphov till en mätbart krökt rymd.

Det faktum att den krökta rymden runt vår sol var mätbar lät andra forskare bevisa Einsteins teori. År 1919 fotograferade två expeditioner organiserade av Arthur Eddington stjärnor nära solen som blev synliga under en solförmörkelse. Förskjutningen av dessa stjärnor i förhållande till deras verkliga positioner på himmelssfären visade att solens gravitation faktiskt får rymden att kröka sig så att stjärnljus som färdas nära solen böjs från sin ursprungliga bana. Denna observation bekräftade Einsteins teori och gjorde Einstein till ett känt namn.

Interessant nog innehöll Einsteins teorier delar som han själv inte kunde acceptera. På vissa sätt var han ovillig att bryta för mycket med de newtonska/maxwellianska teorier som hans arbete byggde på.

Han accepterade till exempel aldrig några av kvantmekanikens föreskrifter, som t.ex. idén om obestämdhet. I slutet av 1920-talet hade kvantmekaniken gått i spetsen för den moderna fysiken, men Einstein accepterade aldrig fullt ut många av de nya teorierna. Han förklarade:

Gud spelar inte tärning.

I Einsteins teori från 1916 föreslogs dessutom att universum antingen skulle expandera eller krympa. Einstein kunde inte acceptera den uppfattningen och därför införde han 1917 en kosmologisk konstant i sin teori, vilket skulle göra det möjligt för universum att vara stationärt. År 1929 fick Edwin Hubble dock observationsbevis för att universum verkligen expanderar. Einstein tvingades revidera sin teori. Han kallade införandet av den kosmologiska konstanten för sitt största misstag.

Denna del av Einsteins legend illustrerar kanske en anledning till hans globala popularitet. Det stora geniet kunde föreställa sig universums mekanismer på ett sätt som många av oss har svårt att ens förstå. Hans fantasi gav honom svar på frågor som de flesta av oss inte skulle komma på tanken att ställa.

Men han förblev ändå benägen att ha fördomar och svagheter och därmed helt och hållet mänsklig … precis som vi andra.

Bottom line: Albert Einstein föddes den 14 mars 1879. Han publicerade sin speciella relativitetsteori 1905 och sin allmänna relativitetsteori 1916. Hans arbete avslutade arbetet från flera tidigare århundraden av vetenskap … och lanserade den moderna fysiken.

Deborah Byrd skapade radioserien EarthSky 1991 och grundade EarthSky.org 1994. I dag fungerar hon som chefredaktör för denna webbplats. Hon har vunnit en galax av utmärkelser från radio- och vetenskapsvärlden, bland annat har en asteroid fått namnet 3505 Byrd till hennes ära. Byrd har varit vetenskapskommunikatör och utbildare sedan 1976 och tror på vetenskapen som en kraft för det goda i världen och ett viktigt verktyg för 2000-talet. ”Att vara redaktör för EarthSky är som att vara värd för en stor global fest för coola naturälskare”, säger hon.

Lämna ett svar

Din e-postadress kommer inte publiceras.