I slutet av årtusendet, Fysikvärlden tidningen genomförde en enkät där de frågade 100 av världens ledande fysiker som de ansåg vara de 10 bästa forskarna genom tiderna. Utöver att vara den mest berömda forskaren som någonsin levt, är Albert Einstein också ett hushållsnamn, synonymt med geni och oändlig kreativitet.
Som upptäckaren av special och allmän relativitet, revolutionerade Einstein vår förståelse av tid, rymd och universum. Denna upptäckt, tillsammans med utvecklingen av kvantmekanik, slutade effektivt Newton-fysikens era och gav upphov till modern tid. Medan de två tidigare århundradena hade präglats av universell gravitation och fasta referensramar, hjälpte Einstein att inleda en tid av osäkerhet, svarta hål och "skrämmande handling på avstånd".
Tidigt liv:
Albert Einstein föddes den 14 mars 1879 i staden Ulm, då en del av kungariket Wurttenmberg (nu den tyska federala delstaten Baden-Württemberg). Hans föräldrar var Hermann Einstein (en säljare och ingenjör) och Pauline Koch, som var icke-observanta Ashkenazi-judar - en utvidgad gemenskap av jiddisktalande judar som bodde i Tyskland och Centraleuropa.
1880, när han bara var sex veckor gammal, flyttade Einsteins familj till München, där hans far och hans farbror grundade Elektrotechnische Fabrik J. Einstein & Cie (ett företag som tillverkade elektrisk utrustning baserad på likström). 1894 misslyckades hans fars företag och familjen flyttade till Italien medan Einstein stannade kvar i München för att avsluta sina studier.
Utbildning:
1884 gick Albert Einstein på en katolsk grundskola, där han stannade tills 1887. Vid den tiden överförde han till Luitpold Gymnasium, där han fick sin avancerade grundskoleutbildning. Hans far hade hoppats att Einstein skulle följa sina fotspår och gå in i elektroteknik, men Einstein hade svårigheter med skolans undervisningsmetoder och föredrog självriktad framför rote learning.
Det var under ett besök hos honom i Italien 1894 som Einstein skrev en kort uppsats med titeln "On the Investigation of the State of the Ether in a Magnetic Field" - vilket skulle vara hans första vetenskapliga publikation. År 1895 tog Einstein entréexamen till Swiss Federal Polytechnic i Zürich - för närvarande känd som Eidgenössische Technische Hochschule Zürich (ETH Zurich).
Även om han inte uppfyllde alla kraven, fick han exceptionella betyg i fysik och matematik. På råd från rektor i Zürich Polytechnic gick han på den argoviska kantonskolan i Aarau, Schweiz, för att avsluta sin gymnasial utbildning. Detta gjorde han mellan 1895-96, medan han stannade hos en professor i familjen.
I september 1896 passerade han schweizisk exitexamen med mestadels goda betyg, inklusive toppkaraktär i fysik och matematiska ämnen. Även om han bara var 17, skrev han in i det fyraåriga diplomprogrammet i matematik och fysik vid Zürich Polytechnic. Det var där han träffade sin första och framtida fru, Mileva Maric, en serbisk medborgare och den enda kvinnan bland de sex studenterna i matematik- och fysikavsnittet.
De två skulle gifta sig 1904 och få två söner, men skulle skilja sig vid 1919 efter att ha bott isär i fem år. Därefter gifte sig Einstein på nytt, denna gång med sin kusin Elsa Löwenthal - med vilken han förblev gift till hennes död 1939. Det var också under denna tid som Einstein fortsatte med att göra sina största vetenskapliga framsteg.
Vetenskapliga prestationer:
År 1900 tilldelades Einstein examensbevis för Zürich polyteknisk undervisning. Efter examen tillbringade han nära två år på att leta efter en lärarplats och förvärvade sitt schweiziska medborgarskap. Så småningom och med hjälp av sin vän och kollega Marcel Grossmanns far säkrade Einsten ett jobb i Federal Office for Intellectual Property in Bern. 1903 blev hans position permanent.
Mycket av Einsteins arbete på patentkontoret var relaterat till frågor om överföring av elektriska signaler och tids elektrisk-mekanisk synkronisering. Dessa tekniska problem skulle dyka upp upprepade gånger i Einsteins tankeexperiment och så småningom leda honom till sina radikala slutsatser om ljusets natur och det grundläggande sambandet mellan rum och tid.
1900 publicerade han ett papper med titeln "Folgerungen aus den Capillaritätserscheinungen”(” Slutsatser från kapillaritetsfenomenet ”). På grundval av Newtons teori om universell gravitation föreslog han i denna artikel att teorin om att interaktioner mellan alla molekyler är en universalfunktion för avstånd, i analogi med den invers kvadratiska tyngdkraften. Detta skulle senare bevisas vara felaktigt, men publiceringen av uppsatsen i det prestigefylldaAnnalen der Physik (Journal of Physics) fick uppmärksamhet från den akademiska världen.
Den 30 april 1905 avslutade Einstein sin avhandling under professor Alfred Kleiner, universitetets professor i experimentell fysik. Hans avhandling - med titeln ”En ny bestämning av molekylära dimensioner” - fick honom en doktorsexamen vid universitetet i Zürich.
Samma år, i en explosion av kreativ intellektuell energi - det som kallas hans “Annus mirabilis” (mirakelår) - Einstein publicerade också fyra banbrytande artiklar om den fotoelektriska effekten, brownisk rörelse, speciell relativitet och likvärdigheten mellan massa och energi, vilket skulle få honom att känna till det internationella vetenskapliga samfundet.
År 1908 utnämndes han till föreläsare vid University of Bern. Året efter, efter att ha hållit en föreläsning om elektrodynamik och relativitetsprincipen vid universitetet i Zürich, rekommenderade Alfred Kleiner honom till fakulteten för ett nyskapat professorat i teoretisk fysik. Einstein utsågs till docent 1909.
I april 1911 blev Einstein professor vid Charles-Ferdinand-universitetet i Praque, som var en del av det österrikiska-ungerska imperiet vid den tiden. Under sin tid i Prag skrev han 11 vetenskapliga verk, varav 5 handlade om strålningsmatematik och kvantteorin om fasta ämnen.
I juli 1912 återvände han till Schweiz och ETH Zürich, där han undervisade om analytisk mekanik och termodynamik fram till 1914. Under sin tid vid ETH Zürich studerade han också kontinuummekanik och molekylteorin om värme och gravitationsproblemet. 1914 återvände han till Tyskland och utsågs till chef för Kaiser Wilhelm Institute for Physics (1914–1932) och professor vid Humboldt-universitetet i Berlin.
Han blev snart medlem i Preussian Academy of Sciences, och från 1916 till 1918 tjänade han som president för det tyska fysiska samhället. 1920 blev han utländsk medlem av Royal Dutch Academy of Arts and Sciences och valdes 1919 till utländsk medlem i Royal Society (ForMemRS).
Flyktingstatus:
1933 besökte Einstein Förenta staterna för tredje gången. Men till skillnad från tidigare besök - där han genomförde föreläsningsserier och turnéer - vid detta tillfälle visste han att han inte kunde återvända till Tyskland på grund av uppkomsten av nazismen under Adolf Hitler. Efter att ha genomfört sin tredje två månaders gästprofessor vid amerikanska universitet, reste han och hustru Elsa till Antwerpen, Belgien i mars 1933.
När de kom, när de fick veta att deras stuga hade blivit attackerad av nazisterna och deras personliga segelbåt konfiskerats, avskedade Einstein sitt tyska medborgarskap. En månad senare hörde Einsteins verk till de mål som nazistiska bokförbränningar hade, och han placerades på en lista över ”den tyska regimens fiender”, med en premie på 5000 dollar på huvudet.
Under denna period blev Einstein en del av en stor gemenskap av tyska och judiska ex-patrioter i Belgien, av vilka många var forskare. De första månaderna hyrde han ett hus i De Haan, Belgien, där han bodde och arbetade. Han ägnade sig också till att hjälpa judiska forskare att fly från förföljelse och mord på nazisternas händer.
I juli 1933 åkte han till England på personlig inbjudan av sin vän och sjösäkerhetschef Commander Oliver Locker-Lampson. När han var där träffade han den dåvarande parlamentsledamoten Winston Churchill och före detta premiärminister Lloyd George och bad dem hjälpa till att föra judiska forskare ur Tyskland. Enligt en historiker skickade Churchill fysiker Frederick Lindemann till Tyskland för att söka judiska forskare och placera dem på brittiska universitet.
Einstein kontaktade senare ledare för andra nationer, däribland den turkiska premiärministern Ismet Inönü för att be om hjälp vid återställning av judiska medborgare som flydde från nazisterna. I september 1933 skrev han till Inönü och begärde att arbetslösa tyska-judiska forskare skulle placeras. Som ett resultat av Einsteins brev uppgick judiska inbjudna till Turkiet så småningom över 1 000 individer.
Även om Locker-Lamspon uppmanade Storbritanniens parlament att utvidga medborgarskapet till Einstein, misslyckades hans ansträngningar, och Einstein accepterade ett tidigare erbjudande från Princeton Institute for Advanced Study i New Jersey för att bli bosatt forskare. I oktober 1933 anlände Einstein till USA och tillträdde sin tjänst.
På den tiden hade de flesta amerikanska universitet minimala eller inga judiska fakulteter eller studenter på grund av kvoter som begränsade antalet judar som kunde anmäla sig eller undervisa. Dessa skulle löpa ut 1940 men förblev en barriär för amerikansk-judiska forskare att delta fullt ut i det akademiska livet och få en universitetsutbildning.
År 1935 ansökte Einstein om permanent medborgarskap i USA, vilket han beviljades 1940. Han skulle stanna kvar i USA och behålla sin anslutning till Institute for Advanced Study fram till sin död 1955. Under denna period försökte Einstein utveckla en enhetlig fältteori och att motbevisa den accepterade tolkningen av kvantefysik, båda utan framgång.
Manhattan-projektet:
Under andra världskriget spelade Einstein en viktig roll i skapandet av Manhattan-projektet - utvecklingen av atombomben. Detta projekt började efter att Einstein kontaktades av en grupp forskare under ledning av den ungerska fysikern Leó Szilárd 1939. Efter att ha hört deras varningar om ett nazistiskt kärnvapenprogram skrev han ett brev till den dåvarande presidenten Roosevelt och varnade honom om den extrema faran av ett sådant vapen i nazistiska händer.
Även om en pasifist som aldrig hade tänkt tanken på att använda kärnfysik för att utveckla ett vapen, var Einstein orolig för nazisterna som hade ett sådant vapen. Som sådan ansåg han och Szilárd, tillsammans med andra flyktingar som Edward Teller och Eugene Wigner, det som deras ansvar att varna amerikanerna om möjligheten att tyska forskare kan vinna loppet för att bygga en atombomb och varna för att Hitler skulle vara mer än villig att ta till ett sådant vapen. ”
Enligt historikerna Sarah J. Diehl och James Clay Moltz var brevet "utan tvekan den viktigaste stimulansen för USA: s antagande av allvarliga utredningar av kärnvapen inför USA: s inträde i andra världskriget". Utöver brevet använde Einstein sina kontakter med den belgiska kungafamiljen och den belgiska drottningsmoden för att få tillgång med en personlig sändebud till Vita husets ovala kontor, där han träffade Roosevelt för att diskutera faran personligen.
Som ett resultat av Einsteins brev och hans möten med Roosevelt inledde USA The Manhattan Project och mobiliserade alla nödvändiga resurser för att forska, bygga och testa atombomben. År 1945 vann den allierade makten denna aspekt av vapenloppet, eftersom Tyskland aldrig hade lyckats skapa ett eget atomvapen.
En genomgående pacifist skulle Einstein senare ångra djupt sitt engagemang i utvecklingen av kärnvapen. Som han sa till sin vän, Linus Pauling, 1954 (ett år före hans död): ”Jag gjorde ett stort misstag i mitt liv - när jag undertecknade brevet till president Roosevelt och rekommenderade att atombomber skulle göras; men det fanns en viss motivering - faran för att tyskarna skulle göra dem. ”
Relativitetsteorin:
Även om Einstein gjorde många viktiga framsteg genom åren och är allmänt känd för sitt bidrag till upprättandet av The Manhattan Project, är hans mest berömda teori den som representeras av den enkla ekvationen E = MC² (var E är energi, m är massa, och c är ljusets hastighet). Denna teori skulle välta århundraden med vetenskapligt tänkande och ortodoxier.
Men naturligtvis utvecklade inte Einstein denna teori i ett vakuum, och vägen som ledde honom att dra slutsatsen att tid och rum var relativt betraktaren var lång och slingrande. Einsteins eventuella relativitetshypotes var till stor del ett försök att förena Newtons mekaniklagar med elektromagnetismens lagar (som kännetecknas av Maxwells ekvationer och Lorentz-kraftlagen).
Under en tid hade forskarna kämpat med inkonsekvenserna mellan dessa två fält, vilket också återspeglades i Newtonian fysik. Medan Isaac Newton hade prenumererat på idén om ett absolut rum och tid, höll han sig också till Galileos relativitetsprincip - som säger att: "Alla två observatörer som rör sig med konstant hastighet och riktning i förhållande till varandra kommer att få samma resultat för alla mekaniska experiment."
Från och med 1905, när Einstein publicerade sin seminalhandling "Om rörliga kroppers elektrodynamik”, Den arbetande konsensus bland forskare ansåg att lätt resande genom ett rörligt medium skulle dras med av mediet. Detta innebar i sin tur att ljusets uppmätta hastighet skulle vara en enkel summa av dess hastighet genom mediet plus hastigheten av det mediet.
Denna teori hävdade också att rymden fylldes med en "självlysande eter", ett hypotetiskt medium som tros vara nödvändigt för att sprida ljus i hela universum. I enlighet med detta skulle denna eter antingen dras av, eller transporteras inom, rörlig materia. Men denna konsensus resulterade i många teoretiska problem som vid Einsteins tid hade förblivit olösta.
För det första hade forskare inte hittat ett absolut rörelsestillstånd, vilket indikerade att relativitetsprincipen för rörelse (dvs bara det relativ rörelse är observerbar, och det finns ingen absolut vila standard) var giltig. För det andra fanns det också det pågående problemet med ”stellar abberation”, ett fenomen där den uppenbara rörelsen från himmelkroppar om deras plats var beroende av observatörens hastighet.
Dessutom visade tester som utfördes på ljusets hastighet i vatten (Fizeau-experimentet) att ljus som rör sig genom ett rörligt medium skulle dras med av mediet, men inte i stort sett så mycket som väntat. Detta stödde andra experiment - till exempel Fresnels partiella eter-draghypotes och experimenten av Sir George Stokes - som föreslog att eter antingen delvis eller helt bärs av materia.
Einsteins teori om speciell relativitet var banbrytande genom att han hävdade att ljusets hastighet är densamma i alla tröghetsreferenser och introducerade idén att stora förändringar inträffar när saker rör sig nära ljusets hastighet. Dessa inkluderar tidsrummet för en rörlig kropp som verkar sakta ner och dras i rörelseriktningen när den mäts i observatörens ram.
Känd som Einsteins teori om speciell relativitet, förenade hans observationer Maxwells ekvationer för elektricitet och magnetism med lagarna om mekanik, förenklade de matematiska beräkningarna genom att undanröja främmande förklaringar som användes av andra forskare och gjorde existensen av en eter helt överflödig. Det överensstämde också med den direkt observerade ljusets hastighet och stod för de observerade avvikelserna.
Naturligtvis mötte Einsteins teori blandade reaktioner från det vetenskapliga samfundet och skulle förbli kontroversiella under många år. Med sin ekvation, E = MC², Einstein hade väldigt förenklat de beräkningar som behövdes för att förstå hur ljus sprider sig. Han föreslog också att rum och tid (såväl som materia och energi) bara var olika uttryck för samma sak.
Mellan 1907 och 1911, medan han fortfarande arbetade på patentkontoret, började Einstein överväga hur speciell relativitet kunde tillämpas på tyngdfält - vad som skulle bli känt som teorin om allmän relativitet. Detta började med en artikel med titeln "Om relativitetsprincipen och slutsatserna från det”, Publicerad 1907, där han behandlade hur regeln om speciell relativitet också kan gälla för acceleration.
Kort sagt hävdade han att fritt fall verkligen är tröghetsrörelse; och för observatören måste reglerna för special relativitet gälla. Detta argument är också känt som ekvivalensprincipen, som säger att gravitationsmassan är identisk med tröghetsmassan. I samma artikel förutspådde Einstein också fenomenet gravitationstidsutvidgning - där två observatörer belägna på olika avstånd från en tyngdmassa uppfattar en skillnad i tiden mellan två händelser.
År 1911 publicerade Einstein "På påverkan av gravitation på förökningen av ljus”, Som utvidgades på artikeln från 1907. I den här artikeln förutspådde han att en låda innehållande en klocka som accelererade uppåt skulle uppleva tiden snabbare än en som satt stilla i ett oföränderligt gravitationsfält. Han drar slutsatsen att klockhastigheterna beror på deras position i ett gravitationsfält, och att skillnaden i hastighet är proportionell mot gravitationspotentialen till den första tillnärmningen.
I samma artikel förutspådde han att ljusets böjning skulle bero på den involverade kroppens massa. Detta visade sig vara särskilt inflytelserikt, eftersom han för första gången hade erbjudit ett testbart förslag. 1919 uppmanade den tyska astronomen Erwin Finlay-Freundlich forskare runt om i världen att testa denna teori genom att mäta ljusets böjning under solförmörkelsen i maj 1929.
Einsteins förutsägelse bekräftades av Sir Arthur Eddington, vilka observationer tillkännagavs kort därefter. Den 7 november 1919, Tiderna publicerade resultaten under rubriken: ”Revolution in Science - New Theory of the Universe - Newtonian Ideas störtade”. Allmän relativitet har sedan dess utvecklats till ett viktigt verktyg inom modern astrofysik. Det ger grunden för den nuvarande förståelsen av svarta hål, områden i rymden där gravitationsattraktionen är så stark att inte ens ljus kan undkomma.
Modern kvantteori:
Einstein hjälpte också till att främja teorin om kvantmekanik. Under hela 1910-talet expanderade denna vetenskap i omfattning för att täcka många olika system. Einstein bidrog till denna utveckling genom att främja teorin om kvanta till ljus och använde den för att redogöra för olika termodynamiska effekter som motsatte sig klassisk mekanik.
I sitt papper 1905, "På en heuristisk synvinkel beträffande produktion och omvandling av ljus", Han postulerade att ljuset i sig själv består av lokaliserade partiklar (dvs kvanta). Denna teori skulle avvisas av hans samtida - inklusive Neils Bohr och Max Planck - men skulle bevisas 1919 med experiment som mätte den fotoelektriska effekten.
Han utökade detta ytterligare i sitt papper 1908, "Utvecklingen av våra åsikter om strålningens sammansättning och essens", Där han visade att Max Plancks energikvanta måste ha väl definierade momenta och agera i vissa avseenden som oberoende, punktliknande partiklar. Detta papper introducerade foton koncept och inspirerade föreställningen om våg-partikeldualitet (dvs ljus som uppträder som både en partikel och en våg) i kvantmekanik.
I sitt papper 1907 "Plancks strålningsteori och teorin om specifik värme”Föreslog Einstein en modell av materia där varje atom i en gitterstruktur är en oberoende harmonisk oscillator - som finns i lika åtskilda, kvantiserade tillstånd. Han föreslog denna teori eftersom det var en särskilt tydlig demonstration att kvantmekanik kunde lösa det specifika värmeproblemet i klassisk mekanik.
1917 publicerade Einstein en artikel med titeln "Om kvanteteorin för strålning”Som föreslog möjligheten till stimulerad emission, den fysiska processen som möjliggör mikrovågsförstärkning och lasern. Denna artikel var enormt inflytelserik i den senare utvecklingen av kvantmekanik, eftersom det var det första uppsatsen som visade att statistiken över atomövergångar hade enkla lagar.
Detta arbete skulle fortsätta att inspirera Erwin Schrödingers artikel 1926, "Kvantisering som ett Eigenvalue-problem”. I den här artikeln publicerade han sin nu berömda Schrödingers ekvation, där han beskriver hur kvantsystemets kvantläge förändras med tiden. Denna artikel har firats universellt som en av de viktigaste framstegen under det tjugonde århundradet och skapat en revolution inom de flesta områden inom kvantmekanik, liksom all fysik och kemi.
Intressant nog skulle Einstein med tiden bli missnöjd med teorin om kvantmekanik som han hjälpte till att skapa och kände att det inspirerade till en känsla av kaos och slumpmässighet i vetenskaperna. Som svar lämnade han sitt berömda citat: ”Gud spelar inte på tärningar” och återvände till studiet av kvantfenomen.
Detta ledde till att han föreslog den Einstein – Podolsky – Rosen-paradoxen (EPR-paradox) uppkallad efter Einstien och hans medarbetare - Boris Podolisky och Nathan Rosen. I sin artikel från 1935 med titeln "Kan kvantmekanisk beskrivning av fysisk verklighet betraktas som fullständig?" Hävdade de att de visade att kvantförvirring bröt mot den lokala realistiska uppfattningen om kausalitet - med Einstein som hänvisade till den som "skrämmande handling på avstånd".
På så sätt hävdade de att kvantmekanikens vågfunktion inte gav en fullständig beskrivning av fysisk verklighet, en viktig paradox som skulle ha viktiga konsekvenser för tolkningen av kvantmekanik. Även om EPR-paradoxen skulle bevisas felaktig efter Einsteins död, hjälpte den till att bidra till ett fält som han hjälpte till att skapa, men skulle senare försöka motbevisa fram till slutet av hans dagar.
Kosmologiska konstanta och svarta hål:
År 1917 tillämpade Einstein den allmänna relativitetsteorin för att modellera universums struktur som helhet. Även om han föredrog idén om ett universum som var evigt och oföränderligt, var detta inte förenligt med hans teorier om relativitet, som förutspådde att universum var antingen i ett tillstånd av expansion eller sammandragning.
För att ta itu med detta introducerade Einstein ett nytt begrepp till teorin, känd som den kosmologiska konstanten (representerad av en Lambda). Syftet med detta var att korrigera effekterna av tyngdkraften och låta hela systemet förbli en evig, statisk sfär. År 1929 bekräftade Edwin Hubble dock att universum expanderar. Efter att ha besökt Mount Wilson Observatory med Hubble, kasserade Einstein formellt den kosmologiska konstanten.
Men konceptet återvände i slutet av 2013, då ett tidigare oupptäckt manuskript av Einstein (med titeln "Om det kosmologiska problemet") var upptäckt. I detta manuskript föreslog Einstein en översyn av modellen, i vilken konstanten var ansvarig för skapandet av ny materie när universum expanderade - och därmed säkerställde att universums genomsnittliga täthet aldrig förändrades.
Detta överensstämmer med den nu föråldrade Steady State-modellen för kosmologi (föreslog senare 1949) och med dagens moderna förståelse av mörk energi. I grund och botten skulle det som Einstein i många av sina biografier beskrev som hans ”största bommar” så småningom komma att omprövas och betraktas som en del av ett större mysterium av universum - förekomsten av osynlig massa och energi som upprätthåller den kosmologiska balansen.
1915, några månader efter att Einstein hade publicerat sin teori om allmän relativitet, fann den tyska fysikern och astronomen Karl Schwarzschild en lösning på Einstein-fältekvationerna som beskrev tyngdfältet för en punkt och sfärisk massa. Denna lösning, nu kallad Schwarzschild-radien, beskriver en punkt där massan i en sfär är så komprimerad att utrymningshastigheten från ytan skulle vara lika med ljusets hastighet.
Med tiden kom andra fysiker oberoende till samma slutsatser. 1924 kommenterade den engelska astrofysikern Arthur Eddington hur Einsteins teori tillåter oss att utesluta alltför stora tätheter för synliga stjärnor och hävdar att de skulle "producera så mycket krökning av rymdmätet att rymden skulle stängas upp runt stjärnan och lämna oss utanför (dvs ingenstans). ”
1931 beräknade indisk-amerikansk astrofysiker Subrahmanyan Chandrasekhar, med hjälp av Special Relativity, att en icke-roterande kropp av elektron-degenererat material över en viss begränsande massa skulle kollapsa i sig själv. 1939 gick Robert Oppenheimer och andra överens med Chandrasekhars analys och hävdade att neutronstjärnor över en föreskriven gräns skulle kollapsa i svarta hål och drog slutsatsen att ingen fysiklag troligtvis skulle ingripa och hindra åtminstone några stjärnor från att kollapsa till svarta hål.
Oppenheimer och hans medförfattare tolkade singulariteten vid gränsen för Schwarzschild-radien som indikerande att detta var gränsen för en bubbla där tiden stannade. För den yttre observatören skulle de se ytan på stjärnan frusen i tiden vid tidpunkten för kollaps, men en infallande observatör skulle få en helt annan upplevelse.
Andra prestationer:
Förutom att revolutionera vår förståelse av tid, rymd, rörelse och allvar med hans teorier om speciell och generell relativitet, gjorde Einstein också många andra bidrag till fysikområdet. Faktum är att Einstein publicerade hundratals böcker och artiklar i sitt liv, samt mer än 300 vetenskapliga artiklar och 150 icke-vetenskapliga.
Den 5 december 2014 började universitet och arkiv runt om i världen officiellt släppa Einsteins insamlade papper, som omfattade mer än 30 000 unika dokument. Till exempel två artiklar som publicerades 1902 och 1903 - "Kinetisk teori för termisk jämvikt och termodynamikens andra lag”Och“En teori om grunden för termodynamik”- behandlade ämnet termodynamik och brownisk rörelse.
Som definition anger Brownian rörelse att där en liten mängd partiklar svänger utan någon föredragen riktning, så sprider de så småningom för att fylla hela mediet. Med hänsyn till detta från en statistisk synvinkel trodde Einstein att den kinetiska energin hos oscillerande partiklar i ett medium kunde överföras till större partiklar, som i sin tur kunde observeras under mikroskopet - vilket således bevisade förekomsten av atomer med olika storlekar.
Dessa papper var grunden för 1905-papperet om Brownsk rörelse, som visade att det kan tolkas som ett tydligt bevis på att molekyler finns. Denna analys skulle senare verifieras av den franska fysikern Jean-Baptiste Perrin, och Einstein tilldelades Nobelpriset för fysik 1926. Hans arbete etablerade den fysiska teorin om brownisk rörelse och avslutade skepsisen kring atomer och molekyler som faktiska fysiska enheter. .
Efter sin forskning om generell relativitet, ingick Einstein en serie försök att generalisera sin geometriska gravitationsteori för att inkludera elektromagnetism som en annan aspekt av en enda enhet. År 1950 beskrev han sin "enhetliga fältteori" i en artikel med titeln "Om den generaliserade gravitationsteorin”, Som beskriver hans försök att lösa alla grundläggande krafter i universum i en ram.
Även om han fortsatte att berömma sig för sitt arbete blev Einstein mer och mer isolerade i sin forskning och hans ansträngningar lyckades i slutändan. Icke desto mindre fortsätter Einsteins dröm att förena andra fysiklagar med allvar fram till denna dag och informerar om ansträngningar för att utveckla en teori om allt (ToE) - särskilt strängteori, där geometriska fält dyker upp i en enhetlig kvantmekanisk miljö.
Hans arbete med Podolsky och Rosen, i hopp om att motbevisa begreppet kvantförvirring, ledde också Einstein och hans kollegor att föreslå en modell av ett maskhål. Genom att använda Schwarzschilds teori om svarta hål och i ett försök att modellera elementära partiklar med laddning som en lösning på gravitationsfältekvationer beskrev han en bro mellan två rymdplåster.
Om den ena änden av maskhålen var positivt laddad skulle den andra änden vara negativt laddad. Dessa egenskaper fick Einstein att tro att par av partiklar och antipartiklar kunde trassla in sig utan att bryta mot lagstiftningen om relativitet. Det här konceptet har sett en hel del arbete de senaste åren, med forskare som framgångsrikt har skapat ett magnetiskt maskhål i ett labb.
Och 1926 uppfann Einstein och hans tidigare student Leó Szilárd Einstein-kylskåpet, en enhet som inte hade några rörliga delar och som bara förlitade sig på värmeabsorptionen för att kyla innehållet. I november 1930 fick de ett patent för sin design. Men deras ansträngningar undergrävdes snart av Depression Era, uppfinningen av Freon och det svenska företaget Electrolux som förvärvade sina patent.
Försök att återuppliva tekniken började på 90- och 2000-talet, med studentteam från Georgia Tech och Oxford University som försökte bygga sin egen version av Einstein-kylen. På grund av Freons beprövade anslutning till ozonnedbrytning och önskar att minska vår miljöpåverkan genom att använda mindre elektricitet, anses designen vara ett miljövänligt alternativ och en användbar anordning för utvecklingsländerna.
Död och arv:
Den 17 april 1955 upplevde Albert Einstein inre blödningar orsakade av brott av en abdominal aortaaneurysm, som han hade sökt operation i sju år tidigare. Han tog utkastet till ett anförande som han förberedde sig för ett TV-uppträdande, för att fira Israels sjunde årsdag, med honom till sjukhuset, men han levde inte tillräckligt länge för att slutföra det.
Einstein vägrade operation och sa: ”Jag vill gå när jag vill. Det är smaklöst att förlänga livet på ett konstgjort sätt. Jag har gjort min del, det är dags att gå. Jag kommer att göra det elegant. ” Han dog på Princeton-sjukhuset tidigt nästa morgon i en ålder av 76, efter att ha fortsatt att arbeta till nära slutet.
Under obduktionen tog patologen från Princeton Hospital (Thomas Stoltz Harvey) bort Einsteins hjärna för bevarande, men utan tillstånd från hans familj. Enligt Harvey hade han gjort detta i hopp om att kommande generationer av neurovetenskapsmän skulle kunna upptäcka orsaken till Einsteins geni. Einsteins rester kremerades och hans aska spriddes på ett orimligt ställe.
För sin livstid av prestationer fick Einstein otaliga utmärkelser, både under sin livstid och postumt. 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.
