Albert Einstein arcképe 1939 körül.
(Kép: © MPI / Getty Images)
Albert Einsteint gyakran megemlítik a 20. század egyik legbefolyásosabb tudósának. Munkája továbbra is segítséget nyújt a csillagászoknak mindent a gravitációs hullámoktól a Merkúr pályájáig.
A tudós egyenlete, amely megmagyarázta a speciális relativitáselméletet - E = mc ^ 2 -, még azok között is híres, akik nem értik annak alapvető fizikáját. Einstein ismert az általános relativitáselmélettel (a gravitáció magyarázata) és a fotoelektromos hatással (amely magyarázza az elektronok viselkedését bizonyos körülmények között); utóbbi munkája 1921-ben Nobel-fizikai díjat kapott.
Einstein hiába próbálta egyesíteni a világegyetem minden erejét egyetlen elméletben vagy mindent elméletben, amelyen még mindig dolgozott halála idején.
Korai évek
Einstein 1879. március 14-én született Ulmban, a németországi városban, amely ma csak alig több mint 120 000 lakosa van. Van egy kis emléktábla, ahol a ház állt (a második világháború alatt elpusztult). A család röviddel születése után Münchenbe költözött, később Olaszországba, amikor apja problémákba ütközött a saját vállalkozásának vezetésében. Einstein apja, Hermann egy elektrokémiai gyárat vezetött, édesanyja, Pauline gondoskodott Albertről és húga, Mária ügyeiről.
Hans-Josef Küpper, Albert Einstein tudós szerint Einstein emlékirataiban azt írja, hogy két "csoda" mélyen befolyásolta korai éveit. Young Einstein 5 éves korában találta meg az első csodáját - egy iránytűt: Ezt megleplezték láthatatlan erők megtévesztheti a tűt. Ez élethosszig tartó lenyűgöző láthatatlan erőkkel járna. A második csoda 12 éves korában merült fel, amikor felfedezte a geometriai könyvet, amelyet imádott, és „szent geometriai könyvének” nevezte.
A közhiedelemmel ellentétben, fiatal Albert jó tanuló volt. Kitűnő volt a fizikában és a matematikában, de más témákban "mérsékelt" tanuló volt - írta Küpper a honlapján. Einstein azonban lázadt néhány tanárának autoritárius hozzáállása ellen, és 16 éves korában elhagyta az iskolát. Később a zürichi svájci szövetségi középiskola felvételi vizsgaát tartotta, és bár fizikai és matematikai teljesítménye kiváló volt, más területeken alig voltak, és nem tette ki a vizsgát. A törekvő fizikus további kurzusokon vett részt a tudásbeli hiányosságok kiküszöbölése céljából, 1896-ban felvették a Svájci Politechnikába, és 1901-ben megkapta a fizika és a matematika oktatásának oklevelet.
Einstein azonban nem talált tanári pozíciót, és 1901-ben kezdte meg a munkát egy berni szabadalmi hivatalban, Nobel-díjas életrajzának megfelelően. Végül, a szabadalmi bejelentések elemzése között, a speciális relativitáselméleti és más fizikai területeken fejlesztette munkáját, amely később híressé tette.
Einstein feleségül vette a Mileva Maric-ot, aki hosszú ideje szerelmesek Zürichből, 1903-ban. Gyermekeik, Hans Albert és Eduard, 1904-ben és 1910-ben születtek. (A házasság előtt 1902-ben született gyermek, Lieserl sorsa ismeretlen. .) Einstein 1919-ben elvált Maricról, és nem sokkal azután, hogy feleségül vette Löwenthal Elsa-t. Löwenthal 1933-ban halt meg.
A karrier kiemeli
Einstein karrierje számos országba küldte őt. 1905-ben a Zürichi Egyetemen szerezte doktori fokozatot, majd professzor pozíciókat vállalt Zürichben (1909), Prágában (1911) és Zürichben (1912). Ezt követően Berlinbe költözött, hogy a Kaiser Wilhelm Fizikai Intézet igazgatójává és a berlini egyetem professzorává váljon (1914). Német állampolgár lett.
A Einstein munkájának jelentős hitelesítése 1919-ben jött, amikor Sir Arthur Eddington, a Királyi Csillagászati Társaság titkára expedíciót vezetett Afrikába, amely megmérte a csillagok helyzetét a teljes napfogyatkozás során. A csoport megállapította, hogy a csillagok elhelyezkedése megváltozott, mivel a fény a nap körül meghajlik. (2008-ban egy BBC / HBO produkció dramatizálta a történetet az "Einstein és Eddington.")
Einstein 1933-ig maradt Németországban, amikor Adolf Hitler diktátor hatalomra került. A fizikus ezután lemondott német állampolgárságáról és az Egyesült Államokba költözött, hogy Princetonon elméleti fizika professzorává váljon. 1940-ben amerikai állampolgár lett, 1945-ben nyugdíjba vonult.
Einstein későbbi éveiben aktív maradt a fizika közösségében. 1939-ben híresen levelet írt Franklin D. Roosevelt elnöknek figyelmeztetés arra, hogy az urán felhasználható atombomba céljára.
Einstein életének végén magánbeszélgetést folytatott Niels Bohr fizikussal a a kvantumelmélet érvényessége. Bohr elméletei tartották a napot, és Einstein később beépítette a kvantumelméletet saját számításaiba.
Einstein agya
Einstein az aorta aneurizmában halt meg 1955. április 18-án. Az Amerikai Természettudományi Múzeum (AMNH) szerint egy ér ereszkedett a szíve közelében. Amikor Einstein megkérdezte, szeretne műtétet végezni, Einstein visszautasította. "Menni akarok, amikor menni akarok" - mondta. "Íztelen, hogy mesterségesen meghosszabbítsuk az életet. Megtettem a részem; ideje elmenni. Elegánsan megcsinálom."
Einstein teste - a legtöbbjének egyébként - hamvasztották; hamuja az AMNH szerint egy nyilvánosságra nem hozott helyen terjedt. Matt Blitz szerint, aki egy 2015-ös oszlopban írta Einstein agyáról, Thomas Princese, a Princetoni Kórház orvosa, boncolást végzett, nyilvánvalóan engedély nélkül, és eltávolította Einstein agyát és szemgolyóit. Ma megtudtam.
Harvey az agyszövet vékony metszeteinek százaira szeletelt, hogy azokat mikroszkóp lemezeken helyezzék el, és 14 szöget készített az agyról. Az agyszövetét, diákat és képeket vitt magával, amikor a Kansas állambeli Wichitába költözött, ahol biológiai vizsgálati laboratóriumban orvosi felügyelő volt. [Képgaléria: Einstein agya]
Az elkövetkező 30 évben Harvey küldött néhány diát más kutatóknak, akik ezeket kérték, de az agy fennmaradó részét két üvegedénybe tartotta, néha almabordobozban sörhűtő alatt. Einstein agyának történetét 1985-ig nagymértékben elfelejtették, amikor Harvey és kollégái közzétették tanulmányuk eredményeit a folyóiratban Kísérleti neurológia..
Harvey 1988-ban sikertelen volt a kompetenciavizsgán, és orvosi engedélyét visszavonták - írta Blitz. Harvey végül adományozta az agyat a Princetoni Kórháznak, ahol megkezdődött az agy útja. Harvey 2007-ben halt meg.Darab Einstein agya ma a Philadelphiai Mütter Múzeumban vannak.
Mit találtak a tanulmányok?
Harvey 1985-ös tanulmányának szerzői beszámoltak arról, hogy Einstein agyában a neuronokon (idegsejteknél) nagyobb gliasejtek (az idegrendszert támogató és szigetelő) számban vannak, mint a többi vizsgált agyban. Arra a következtetésre jutottak, hogy azt jelezheti, hogy az idegsejtek nagyobb anyagcsere-szükséglettel rendelkeznek - más szavakkal: Einstein agysejtjeinek több energiára volt szükségük, és több energiát kellett felhasználniuk, ami lehet oka annak, hogy ilyen fejlett gondolkodási képességeivel és fogalmi készségeivel rendelkezik.
Más kutatók azonban rámutattak néhány problémára a tanulmány kapcsán, Eric H. Chudler szerint, a washingtoni egyetem idegtudós. Először is, például a vizsgálatban alkalmazott többi agy mind fiatalabb volt, mint Einstein agya. Másodszor, a "kísérleti csoportnak" csak egy alanya volt - Einstein. További vizsgálatokra van szükség annak megállapításához, hogy vannak-e más anatómiai különbségek más emberekben. Harmadszor, Einstein agyának csak egy kis részét vizsgálták.
Egy másik tanulmány, amelyet 1996-ban publikáltak a folyóiratban Idegtudományi levelek, megállapította, hogy Einstein agya csak 1230 gramm volt, ami kevesebb, mint az átlagos felnőtt férfi agy (kb. 1400 g). Ugyanakkor a tudós agykéreg vékonyabb volt, mint öt kontroll agyé, ám az idegsejtek sűrűsége nagyobb volt.
A Brain folyóiratban 2012-ben közzétett tanulmány feltárta, hogy Einstein agyában volt extra összehajtogatás a szürke anyagban, a tudatos gondolkodás helye. Különösen az elülső lebenyek - az absztrakt gondolkodáshoz és a tervezéshez kötődő régiók - szokatlanul kifinomultan hajtogattak.
Einstein tudományos öröksége
Einstein fizikai öröksége jelentős. Íme néhány fő tudományos alapelv, amelyet úttörője volt:
A speciális relativitáselmélet: Einstein megmutatta, hogy a fizikai törvények minden megfigyelővel azonosak, mindaddig, amíg nincsenek gyorsulásuk. Azonban a fénysebesség vákuumban mindig ugyanaz, függetlenül attól, milyen sebességgel halad meg a megfigyelő. Ez a munka ráébresztette, hogy a tér és az idő kapcsolódik ahhoz, amit ma tér-időnek hívunk. Tehát egy eseményt, amelyet egy megfigyelő lát, más megfigyelő is láthatja más időpontban.
Az általános relativitáselmélet: Ez a gravitációs törvény újrafogalmazása volt. Az 1600-as években Newton három mozgás törvényt fogalmazott meg, köztük a gravitáció működését két test között. A köztük levő erő attól függ, hogy milyen súlyos az egyes tárgyak, és milyen messze vannak egymástól a tárgyak. Einstein megállapította, hogy amikor a téridőre gondol, egy hatalmas tárgy torzítást okoz a téridőben (például egy nehéz labdát helyez a trambulinra). A gravitáció akkor következik be, amikor más tárgyak esnek a tér-időbeli torzulás által létrehozott „kútba”, mint például egy márvány, amely a nagy golyó felé gördül. Az általános relativitáselmélet egy közelmúltbeli nagy teszttel telt át 2019-ben egy kísérlet során egy szupermasszív fekete lyuk bevonásával a Tejút központjában.
Fotoelektromos hatás: Einstein 1905-ös munkája azt javasolta, hogy a fényt egy részecskék (fotonok) áramlására gondolják, nem csupán egyetlen hullámra, ahogyan azt az akkoriban általában gondoltak. Munkája segítette a furcsa eredmények megfejtését, amelyeket a tudósok korábban nem voltak képesek megmagyarázni.
Egységes teoretika: Einstein későbbi éveinek nagy részében az elektromágnesesség és a gravitáció terének egyesítésére törekedett. Sikertelen volt, de talán megelőzte idejét. Más fizikusok továbbra is dolgoznak ezen a problémán.
Einstein csillagászat öröksége
Einstein munkájának számos alkalmazása létezik, de itt van néhány a csillagászat legjelentősebb példája:
Gravitációs hullámok: 2016-ban a Lézerinterferométer Gravitációs Hullám Megfigyelőközpont (LIGO) észlelte a tér-idő hullámzását - más néven gravitációs hullámok - akkor történt, amikor a fekete lyukak mintegy 1,4 milliárd fényévvel ütköztek a Földtől. A LIGO a gravitációs hullámok kezdeti észlelését is elvégezte 2015-ben, egy évszázaddal azután, hogy Einstein jósolta, hogy ezek a hullámok léteznek. A hullámok Einstein általános relativitáselméletének egyik aspektusa.
A higany pályája: A higany egy kis bolygó, amely a méretéhez képest nagyon hatalmas tárgy közelében kering - a nap. Keringési pályáját csak akkor lehetett megérteni, amíg az általános relativitáselmélet nem mutatta, hogy a tér-idő görbülete befolyásolja a Merkúr mozgásait és megváltoztatja pályáját. Kicsi annak esélye, hogy több milliárd év alatt a Merkúr kiürülhet a Naprendszerünkből ezeknek a változásoknak köszönhetően (még kisebb eséllyel, hogy összeütközhet a Földdel).
Gravitációs lencse: Ez egy olyan jelenség, amellyel egy hatalmas tárgy (például galaxiscsoport vagy fekete lyuk) meghajlik a fény körül. A csillagászok, akik a távcsövön keresztül erre a régióra néznek, közvetlenül a hatalmas tárgy mögött láthatnak tárgyakat, mivel a fény meghajlik. Ennek híres példája az Einstein-kereszt, a Kvarza csillagkép Pegasus: Egy körülbelül 400 millió fényév távolságban lévő galaxis meghajolja a kvazár fényét oly módon, hogy négyszer jelenjen meg a galaxis körül.
Fekete lyukak: 2019 áprilisában az Event Horizon távcső mutatta be a legelső látványt képek egy fekete lyukról. A fényképek ismét megerősítették az általános relativitáselmélet több aspektusát, ideértve nem csak a fekete lyukak létezését, hanem azt is, hogy körkörös eseményhorizontjuk van - olyan ponton, ahol semmi sem tud menekülni, még a fény sem.
További források:
- Keressen válaszokat a gyakran feltett kérdések Albert Einsteinről a Nobel-díj honlapján.
- Böngésszen a (z) Einstein közzétett és még nem publikált kéziratai az Einstein Archives Online-on.
- Tanulni valamiről Az Einstein emlékmű a Nemzeti Tudományos Akadémia épületében Washingtonban, D.C.
