В края на хилядолетието Св. Светът на физиката списание проведе анкета, в която попитаха 100 от водещите световни физици, които те смятат за топ 10 на най-големия учен за всички времена. Освен че е най-известният учен, който някога е живял, Алберт Айнщайн е и домакинско име, синоним на гений и безкрайно творчество.
Като откривател на специалната и общата относителност, Айнщайн революционизира нашето разбиране за времето, пространството и Вселената. Това откритие, заедно с развитието на квантовата механика, ефективно сложи край на ерата на Нютоновата физика и даде началото на съвременната епоха. Докато предишните два века се характеризираха с универсална гравитация и фиксирани рамки за сравнение, Айнщайн ни помогна в епохата на несигурност, черни дупки и „страшни действия на разстояние“.
Ранен живот:
Алберт Айнщайн е роден на 14 март 1879 г. в град Улм, тогава част от Кралство Вюртенберг (сега федерална германска държава Баден-Вюртемберг). Родителите му са Херман Айнщайн (продавач и инженер) и Полин Кох, които не са наблюдавали ашкенази евреи - разширена общност от идиш-говорещи евреи, живеещи в Германия и Централна Европа.
През 1880 г., когато е само на шест седмици, семейството на Айнщайн се премества в Мюнхен, където баща му и чичо му основават Elektrotechnische Fabrik J. Ainstein & Cie (компания, която произвежда електрическо оборудване на базата на постоянен ток). През 1894 г. компанията на баща му се проваля и семейството се премества в Италия, докато Айнщайн остава в Мюнхен, за да завърши обучението си.
Образование:
През 1884 г. Алберт Айнщайн посещава католическо основно училище, където остава до 1887 г. По това време той се прехвърля в гимназията на Луитполд, където получава висшето си основно и средно образование. Баща му се е надявал, че Айнщайн ще последва стъпките му и ще се захване с електротехника, но Айнщайн изпитваше затруднения с методите на преподаване в училището, като предпочиташе да се насочва към обучението на рота.
По време на посещение при него семейство в Италия 1894 г. Айнщайн написа кратко есе, озаглавено „За изследването на състоянието на етера в магнитно поле“ - което ще бъде първата му научна публикация. През 1895 г. Айнщайн полага приемния изпит в Швейцарската федерална политехника в Цюрих - понастоящем известен като Eidgenössische Technische Hochschule Zürich (ETH Цюрих).
Въпреки че не успя да изпълни всички изисквания, той получи изключителни оценки по физика и математика. По съвет на директора на Цюрихската политехника той посещава арговското кантонално училище в Аарау, Швейцария, за да завърши средното си образование. Това той прави между 1895-96 г., докато остава при семейството на професор.
През септември 1896 г. той издържа швейцарския изпитен изпит с предимно добри оценки, включително най-високи оценки по физика и математически предмети. Макар само на 17, той се записва в четиригодишната дипломна програма по математика и физика в Политехника Цюрих. Именно там той срещна първата си и бъдеща съпруга Милева Марич, сръбска гражданка и единствената жена сред шестте ученици в секцията по математика и физика.
Двамата ще се оженят през 1904 г. и ще имат двама синове, но ще се разведат до 1919 г., след като живеят разделно в продължение на пет години. След това Айнщайн се жени повторно, този път с братовчедката си Елза Левентал - с която той остава женен до смъртта й през 1939 г. И през това време Айнщайн продължава да прави най-големите си научни постижения.
Научни постижения:
През 1900 г. Айнщайн получава дипломата за преподаване на политехническата Цюрих. След като завърши, той прекара близо две години в търсене на учителски пост и придоби швейцарското си гражданство. В крайна сметка и с помощта на бащата на своя приятел и колега Марсел Гросман, Айнстен си осигури работа във Федералната служба за интелектуална собственост в Берн. През 1903 г. неговото положение става постоянно.
Голяма част от работата на Айнщайн в патентното ведомство беше свързана с въпроси относно предаването на електрически сигнали и електрико-механичната синхронизация на времето. Тези технически проблеми ще се появяват многократно в мисловните експерименти на Айнщайн, в крайна сметка ще го доведат до радикалните му изводи за естеството на светлината и фундаменталната връзка между пространството и времето.
През 1900 г. той публикува документ, озаглавен „Folgerungen aus den Capillaritätserscheinungen"(" Заключения от феномена на капилярността "). Изхождайки от теорията за универсалното гравитация на Нютон, той предложи в този документ теорията, че взаимодействията между всички молекули са универсална функция на разстояние, аналогично на обратната квадратна сила на гравитацията. По-късно това ще се окаже неправилно, но публикуването на вестника в престижнотоАнален дер Физик (Journal of Physics) спечели вниманието от академичния свят.
На 30 април 1905 г. Айнщайн завършва дисертацията си под зоркото око на професор Алфред Клайнер, професор по експериментална физика в университета. Дисертацията му - озаглавена „Ново определяне на молекулярните размери“ - му докторат в университета в Цюрих.
Същата година, в експлозия на творческа интелектуална енергия - това, което е известно като неговата "Annus mirabilis" (година на чудо) - Айнщайн публикува и четири новаторски документа относно фотоелектричния ефект, броуновското движение, специалната относителност и еквивалентността на маса и енергия, които биха го довели до знанието на международната научна общност.
До 1908 г. е назначен за преподавател в университета в Берн. На следващата година, след като изнесе лекция за електродинамиката и принципа на относителността в университета в Цюрих, Алфред Клайнер го препоръча на факултета за новосъздадена професия по теоретична физика. Айнщайн е назначен за доцент през 1909 г.
През април 1911 г. Айнщайн става редовен професор в университета Шарл-Фердинанд в Праке, който по това време е част от Австро-Унгарската империя. По време на своето пребиваване в Прага той пише 11 научни труда, 5 от които по математика на радиацията и по квантовата теория на твърдите вещества.
През юли 1912 г. той се завръща в Швейцария и ETH Цюрих, където преподава аналитична механика и термодинамика до 1914 г. По време на ETH Zürich той също изучава механиката на непрекъснатостта и молекулярната теория на топлината и проблема на гравитацията. През 1914 г. се завръща в Германия и е назначен за директор на Института по физика на Кайзер Вилхелм (1914–1932) и професор в университета в Хумболт в Берлин.
Скоро става член на Пруската академия на науките, а от 1916 до 1918 г. е президент на германското физическо дружество. През 1920 г. става чуждестранен член на Кралската нидерландска академия на изкуствата и науките и през 1921 г. е избран за чуждестранен член на Кралското общество (ForMemRS).
Състояние на бежанците:
През 1933 г. Айнщайн посещава САЩ за трети път. Но за разлика от предишните посещения - където той провеждаше лекционни серии и турнета - по този повод той знаеше, че не може да се върне в Германия, поради възхода на нацизма при Адолф Хитлер. След като изпълнява третия си двумесечен гостуващ професор в американските университети, той и съпругата си Елза пътуват до Антверпен, Белгия през март 1933г.
След пристигането си, когато научили, че къщичката им е била нападната от нацистите и личната им платноходка е конфискувана, Айнщайн се отказва от германското си гражданство. Месец по-късно произведенията на Айнщайн бяха сред онези, които бяха насочени към изгарянията на нацистките книги и той бе включен в списък на „врагове на германския режим“, с богатство от 5000 долара на главата си.
През този период Айнщайн става част от голяма общност от германски и еврейски бивши патриоти в Белгия, голяма част от които са учени. Първите няколко месеца той наема къща в Де Хаан, Белгия, където живее и работи. Той също се посвети да помогне на еврейските учени да избегнат преследването и убийствата в ръцете на нацистите.
През юли 1933 г. заминава за Англия по личната покана на своя приятел и командир на морския офицер Оливър Локър-Лампсън. Докато е там, той се срещна с тогавашния член на парламента Уинстън Чърчил и бившия премиер Лойд Джордж и ги помоли да помогнат за извеждането на еврейски учени от Германия. Според един историк Чърчил изпратил физика Фредерик Линдеман в Германия, за да потърси еврейски учени и да ги настани в британски университети.
По-късно Айнщайн се свърза с лидери на други държави, включително турския премиер Исмет Иноню, за да поиска помощ при преселването на еврейски граждани, бягащи от нацистите. През септември 1933 г. той пише до Inönü с искане за настаняване на безработни немско-еврейски учени. В резултат на писмото на Айнщайн, еврейските поканени в Турция накрая наброяват над 1000 души.
Въпреки че Локър-Ламспон призова британския парламент да разшири гражданството си на Айнщайн, усилията му се провалиха и Айнщайн прие по-ранна оферта от Принстънския институт за усъвършенствано проучване в Ню Джърси, за да стане резидентен учен. През октомври 1933 г. Айнщайн пристига в САЩ и заема позицията.
По онова време повечето американски университети са имали минимални или никакви еврейски преподаватели или студенти поради квоти, които ограничават броя на евреите, които могат да се запишат или да преподават. Те ще изтекат до 1940 г., но остават бариера за американско-еврейските учени да участват пълноценно в академичния живот и да получат университетско образование.
През 1935 г. Айнщайн кандидатства за постоянно гражданство в САЩ, което му е предоставено през 1940 г. Той ще остане в САЩ и ще запази принадлежността си към Института за усъвършенствано изследване до смъртта си през 1955 г. През този период Айнщайн се опитва да развие унифицирана теория на полето и да опровергае приетата интерпретация на квантовата физика, и двете безуспешно.
Проектът в Манхатън:
По време на Втората световна война Айнщайн изиграва важна роля в създаването на проекта „Манхатън“ - разработването на атомната бомба. Този проект започва, след като Айнщайн се обръща към група учени, ръководена от унгарския физик Лео Силард през 1939 г. След като чува техните предупреждения за нацистка програма за ядрени оръжия, той написва писмо до тогавашния президент Рузвелт, като го предупреждава за изключителната опасност на такова оръжие в ръцете на нацистите.
Макар пацифист, който никога не е обмислял идеята да използва ядрената физика за разработване на оръжие, Айнщайн е загрижен за нацистите, притежаващи такова оръжие. Като такива той и Силард, заедно с други бежанци като Едуард Телър и Юджийн Вигнер, „считат за своя отговорност да предупредят американците за възможността германски учени да спечелят състезанието за изграждане на атомна бомба и да предупредят, че Хитлер ще бъдете повече от готови да прибягвате до такова оръжие. "
Според историците Сара Дж. Диел и Джеймс Клей Молтц, писмото е „може би ключовият стимул за приемането на САЩ на сериозни разследвания на ядрени оръжия в навечерието на влизането на САЩ във Втората световна война“. В допълнение към писмото, Айнщайн използва връзките си с белгийското кралско семейство и майката на белгийската кралица, за да получи достъп с личен пратеник до Овалния кабинет на Белия дом, където се срещна с Рузвелт, за да обсъди лично опасността.
В резултат на писмото на Айнщайн и срещите му с Рузвелт, САЩ инициира проекта за Манхатън и мобилизира всички необходими ресурси за проучване, изграждане и тестване на атомната бомба. До 1945 г. този аспект на надпреварата с оръжия е спечелен от Съюзните сили, тъй като Германия никога не е успяла да създаде собствено атомно оръжие.
Задълбочен пацифист, Айнщайн по-късно ще дойде дълбоко съжаление за участието си в разработването на ядрени оръжия. Както каза на приятеля си Линус Полинг през 1954 г. (година преди смъртта си): „Направих една голяма грешка в живота си - когато подписах писмото до президента Рузвелт с препоръка да се правят атомни бомби; но имаше някакво оправдание - опасността германците да ги направят. "
Теория на относителността:
Въпреки че Айнщайн постигна много значителни постижения през годините и е широко известен с приноса си за създаването на проекта „Манхатън“, най-известната му теория е тази, която е представена от простото уравнение Е = mc² (където E е енергия, m е маса, и ° С е скоростта на светлината). Тази теория би преобърнала векове на научно мислене и православия.
Но разбира се, Айнщайн не е развил тази теория във вакуум и пътят, който го е накарал да заключи, че времето и пространството са относителни за наблюдателя, е дълъг и криволичещ. Евентуалната хипотеза на относителността на Айнщайн в голяма степен беше опит за съгласуване на законите на Механика на Нютон със законите на електромагнетизма (както се характеризира от уравненията на Максуел и закона на силата на Лоренц).
Известно време учените се бореха с несъответствията между тези две полета, които бяха отразени и в Нютоновата физика. Докато Исак Нютон се беше присъединил към идеята за абсолютно пространство и време, той също се придържа към принципа на относителността на Галилей - който гласи, че: „Всеки два наблюдателя, движещи се с постоянна скорост и посока един спрямо друг, ще получат еднакви резултати за всички механични експерименти.“
От 1905 г., когато Айнщайн публикува своя семинарен документ „Относно електродинамиката на движещите се тела„Работният консенсус сред учените смята, че светлината, пътуваща през движеща се среда, ще бъде завлечена от средата. Това от своя страна означаваше, че измерената скорост на светлината ще бъде проста сума от нейната скорост през средата плюс скоростта на тази среда.
Тази теория също така твърди, че пространството е запълнено с „луминен етер“, хипотетична среда, за която се смята, че е необходима за разпространението на светлината във вселената. В съответствие с това този етер ще бъде или влачен, или транспортиран в рамките на движеща се материя. Този консенсус обаче доведе до множество теоретични проблеми, които по времето на Айнщайн останаха нерешени.
От една страна, учените не успяха да намерят абсолютно състояние на движение, което показваше, че принципът на относителност на движението (т.е. че само относителен движението се наблюдава и няма абсолютен стандарт за почивка) е валидно. Второ, съществуваше и продължаващият проблем, породен от „звездното абертиране“, явление, при което очевидното движение на небесните тела около техните местоположения зависи от скоростта на наблюдателя.
В допълнение, тестовете, проведени върху скоростта на светлината във вода (експериментът с Fizeau), показват, че светлината, пътуваща през движеща се среда, ще бъде завлечена от средата, но не почти толкова, колкото се очаква. Това подкрепи и други експерименти - като хипотезата за частично изтегляне на Френел и експериментите на сър Джордж Стоукс - които предполагат, че етерът е частично или изцяло пренесен по материя.
Теорията на Айнщайн за специална относителност е новаторска, тъй като той твърди, че скоростта на светлината е една и съща във всички инерциални референтни рамки и въвежда идеята, че големи промени настъпват, когато нещата се движат затварят скоростта на светлината. Те включват рамката време-пространство на движещо се тяло, което изглежда се забавя и свива в посока на движение, когато се измерва в рамката на наблюдателя.
Известен като Теорията на специалната относителност на Айнщайн, неговите наблюдения съгласуват уравненията на Максуел за електричество и магнетизъм със законите на механиката, опростяват математическите изчисления, като премахват излишните обяснения, използвани от други учени, и правят съществуването на ефир напълно излишно. Той също така отговаря на пряко наблюдаваната скорост на светлината и отчита наблюдаваните отклонения.
Естествено, теорията на Айнщайн срещна смесени реакции на научната общност и ще остане спорна в продължение на много години. С едното си уравнение, Е = mc², Айнщайн значително опрости изчисленията, необходими, за да разбере как се разпространява светлината. Освен това той предположи, че пространството и времето (както и материята и енергията) са просто различни изрази на едно и също нещо.
Между 1907 и 1911 г., докато все още работи в патентното ведомство, Айнщайн започва да обмисля как може да се приложи специална относителност към гравитационните полета - това, което ще стане известно като Теория на общата относителност. Това започна със статия, озаглавена „За принципа на относителността и изводите, направени от него“, Публикувана през 1907 г., в която той се занимава с това как правилото за специална относителност може да се прилага и за ускорение.
Накратко, той твърди, че свободното падане е наистина инерционно движение; и за наблюдателя трябва да се прилагат правилата за специална относителност. Този аргумент е известен още като принцип на еквивалентност, който гласи, че гравитационната маса е идентична с инерционната маса. В същата статия Айнщайн прогнозира и феномена на гравитационно разширяване на времето - когато двама наблюдатели, разположени на различни разстояния от гравитационната маса, възприемат разлика в количеството време между две събития.
През 1911 г. Айнщайн публикува „Относно влиянието на гравитацията върху разпространението на светлината“, Който се разширява върху статията от 1907 г. В тази статия той предвиди, че кутия, съдържаща часовник, който се ускорява нагоре, ще изпита време по-бързо от това, което седи все още в непроменящо се гравитационно поле. Той заключава, че скоростта на часовниците зависи от тяхното положение в гравитационно поле и че разликата в скоростта е пропорционална на гравитационния потенциал до първо приближение.
В същата статия той прогнозира, че отклонението на светлината ще зависи от масата на участващото тяло. Това се оказа особено влиятелно, тъй като за първи път той предложи тестово предложение. През 1919 г. германският астроном Ервин Финлай-Фройллих призова учените по целия свят да тестват тази теория чрез измерване на отклонението на светлината по време на слънчевото затъмнение от май 1929 г.
Прогнозите на Айнщайн бяха потвърдени от сър Артър Едингтън, които наблюденията бяха оповестени малко след това. На 7 ноември 1919 г. Времената публикува резултатите под заглавието: „Революцията в науката - нова теория на Вселената - Нютоновите идеи свалени“. Оттогава общата относителност се е превърнала в основен инструмент в съвременната астрофизика. Той осигурява основата за сегашното разбиране на черните дупки, районите в космоса, където гравитационното привличане е толкова силно, че дори и светлината не може да избяга.
Съвременна квантова теория:
Айнщайн също помогна за развитието на теорията на квантовата механика. През 1910 г. тази наука се разширява в обхвата си, за да обхване много различни системи. Айнщайн допринася за тези разработки, като напредва теорията на квантите към светлината и я използва за отчитане на различни термодинамични ефекти, които противоречат на класическата механика.
В своята книга от 1905 г. „На евристична гледна точка относно производството и преобразуването на светлината“, Той постулира, че самата светлина се състои от локализирани частици (т.е. кванти). Тази теория ще бъде отхвърлена от неговите съвременници - включително Нийлс Бор и Макс Планк, но ще бъде доказана до 1919 г. с експерименти, измерващи фотоелектричния ефект.
Той разшири това по-нататък в своята статия от 1908 г. „Развитието на нашите възгледи за състава и същността на радиацията„, Където той показа, че енергийните кванти на Макс Планк трябва да имат добре дефиниран момент и да действат в някои отношения като независими, подобни на точки частици. фотон концепция и вдъхнови представата за двойственост на вълната - частици (т.е. светлината, която се държи като частица и вълна) в квантовата механика.
В своята книга от 1907 г. „Теорията на излъчването на Планк и теорията на специфичната топлина„Айнщайн предложи модел на материята, при която всеки атом в решетъчната структура е независим хармоничен осцилатор - съществуващ в еднакво разположени, квантовани състояния. Той предложи тази теория, тъй като беше особено ясна демонстрация, че квантовата механика може да реши специфичния проблем с топлината в класическата механика.
През 1917 г. Айнщайн публикува статия, озаглавена „На квантовата теория на излъчването”, Който предлага възможността за стимулирана емисия, физическият процес, който прави възможно микровълновото усилване и лазера. Тази статия имаше огромно влияние при по-късното развитие на квантовата механика, защото беше първата книга, която показа, че статистиката на атомните преходи има прости закони.
Тази работа ще продължи вдъхновяването на статията на Ервин Шрьодингер от 1926 г., “Квантоване като проблем на собствената стойност". В тази статия той публикува своето сега известно уравнение на Шрьодингер, където описва как квантовото състояние на квантовата система се променя с времето. Настоящият документ е отбелязан универсално като едно от най-важните постижения на ХХ век и създаде революция в повечето области на квантовата механика, както и на всички физика и химия.
Интересното е, че с времето Айнщайн щеше да се разстрои от теорията на квантовата механика, която той помогна да създаде, усещайки, че вдъхва чувство за хаос и случайност в науките. В отговор той направи своя известен цитат: „Бог не играе на зарове“ и се върна към изучаването на квантовите явления.
Това го накара да предложи парадокса на Айнщайн – Подолски – Росен (парадокс на EPR), наречен за Айнстиен и неговите сътрудници - Борис Подолиски и Нейтън Росен. В своята статия от 1935 г., озаглавена „Може ли квантово-механичното описание на физическата реалност да се счита за завършено?“, Те твърдят, че демонстрират, че квантовото заплитане нарушава местния реалистичен възглед за причинно-следствената връзка - като Айнщайн го нарича „призрачно действие на разстояние“.
Правейки това, те твърдят, че вълновата функция на квантовата механика не предоставя пълно описание на физическата реалност, важен парадокс, който би имал важни последици за интерпретацията на квантовата механика. Докато парадоксът на EPR щеше да се окаже неправилен след смъртта на Айнщайн, той помогна да допринесе за създаването на поле, което той помогна да създаде, но по-късно ще се опита да опровергае до края на дните си.
Космологични постоянни и черни дупки:
През 1917 г. Айнщайн прилага Общата теория на относителността, за да моделира структурата на Вселената като цяло. Въпреки че предпочитал идеята за вселена, която е вечна и непроменима, това не било в съответствие с неговите теории за относителността, които предсказвали, че Вселената е или в състояние на разширение или свиване.
За да се справи с това, Айнщайн въведе нова концепция към теорията, известна като Космологичната константа (представена от Ламбда). Целта на това беше да коригира ефектите на гравитацията и да позволи на цялата система да остане вечна, статична сфера. Въпреки това през 1929 г. Едвин Хъбъл потвърди, че Вселената се разширява. След като посети обсерваторията Маунт Уилсън с Хъбъл, Айнщайн официално отхвърли космологичната константа.
Концепцията обаче беше преразгледана в края на 2013 г., когато преди това беше открит ръкопис на Айнщайн (озаглавен „За космологичния проблем") беше открит. В този ръкопис Айнщайн предложи преразглеждане на модела, при който константата е отговорна за създаването на нова материя с разширяването на Вселената - като по този начин гарантира, че средната плътност на Вселената никога не се променя.
Това е в съответствие с вече остарелия модел на космологията на Steady State (предложен по-късно през 1949 г.) и с днешното модерно разбиране на тъмната енергия. По същество това, което Айнщайн описа в много от биографиите си като „най-голямата си грешка“, в крайна сметка ще бъде преоценено и считано за част от една по-голяма мистерия на Вселената - съществуването на невидима маса и енергия, която поддържа космологичния баланс.
През 1915 г., няколко месеца след като Айнщайн публикува своята Теория на общата относителност, немският физик и астроном Карл Шварцшилд намери решение на уравненията на Айнщайн, които описват гравитационното поле на точка и сферична маса. Това решение, което сега се нарича радиус на Шварцшилд, описва точка, в която масата на сферата е толкова сгъстена, че скоростта на бягство от повърхността би била равна на скоростта на светлината.
След време други физици стигнаха до същите заключения независимо. През 1924 г. английският астрофизик Артър Едингтън коментира как теорията на Айнщайн ни позволява да изключваме прекалено големи плътности за видими звезди, твърдейки, че те „биха произвели толкова много кривина на метриката пространство-време, че пространството да се затвори около звездата, оставяйки ни отвън (т.е. никъде). “
През 1931 г. индийско-американският астрофизик Субрахманян Чандрасехар изчислява, използвайки Специална относителност, че едно невъртящо се тяло от електрон-дегенератирана материя над определена ограничаваща маса ще се срине върху себе си. През 1939 г. Робърт Опенхаймер и други се съгласяват с анализа на Чандрасехар, твърдейки, че неутронните звезди над предписаната граница ще се срутят в черни дупки, и стигат до извода, че никой закон на физиката няма вероятност да се намеси и да спре поне някои звезди да се сринат до черни дупки.
Опенхаймер и неговите съавтори тълкуват сингулярността на границата на радиуса на Шварцшилд като индикация, че това е границата на балон, в който времето спира. За външния наблюдател те щяха да видят повърхността на звездата, замръзнала във времето в момента на срив, но падащият наблюдател би имал съвсем различен опит.
Други постижения:
Освен че революционизира нашето разбиране за времето, пространството, движението и гравитацията с неговите теории за специална и обща относителност, Айнщайн направи и много други приноси в областта на физиката. Всъщност Айнщайн публикува стотици книги и статии в живота си, както и повече от 300 научни труда и 150 научни.
На 5 декември 2014 г. университетите и архивите по света започнаха официално да издават събраните документи на Айнщайн, които съдържаха над 30 000 уникални документа. Например два документа, публикувани през 1902 и 1903 г. - “Кинетична теория на топлинното равновесие и на втория закон на термодинамиката" и "Теория на основите на термодинамиката”- занимава се с тема на термодинамиката и броуновското движение.
По дефиниция, броуновското движение заявява, че когато малко количество частици се колебае без предпочитана посока, в крайна сметка те се разпространяват, за да запълнят цялата среда. Разглеждайки това от статистическа гледна точка, Айнщайн вярва, че кинетичната енергия на осцилиращите частици в среда може да бъде предадена на по-големи частици, което от своя страна може да се наблюдава под микроскоп - като по този начин доказва съществуването на атоми с различна големина.
Тези документи са в основата на книгата от 1905 г. за движението на Браунов, която показва, че тя може да се тълкува като твърдо доказателство, че молекулите съществуват. Този анализ по-късно ще бъде проверен от френския физик Жан-Батист Перин, а Айнщайн е удостоен с Нобеловата награда за физика през 1926 г. Неговата работа установява физическата теория за движението на Браун и прекратява скептицизма към съществуването на атоми и молекули като действителни физически образувания ,
След изследванията си за общата относителност, Айнщайн предприе серия от опити да обобщи геометричната си теория на гравитацията, за да включи електромагнетизма като друг аспект на едно цяло. През 1950 г. той описва своята „унифицирана теория на полето“ в статия, озаглавена „Относно обобщената теория на гравитацията“, Който описва опита му да разреши всички основни сили на Вселената в една рамка.
Въпреки че продължава да бъде похвален за работата си, Айнщайн все повече се изолира в своите изследвания и усилията му в крайна сметка са неуспешни. Въпреки това мечтата на Айнщайн за обединяване на други закони на физиката с гравитацията продължава и до днес, като информира усилията за разработване на Теория на всичко (ToE) - по-специално теория на струните, където геометричните полета се появяват в единна квантово-механична обстановка.
Работата му с Подолски и Розен, надявайки се да опровергае концепцията за квантовите заплитания, също накара Айнщайн и колегите му да предложат модел на червей. Използвайки теорията на Шварцшилд за черните дупки и в опит да моделира елементарни частици със заряд като решение на гравитационните уравнения на полето, той описа мост между две петна от космоса.
Ако единият край на дупката е зареден положително, другият край ще бъде отрицателно зареден. Тези свойства накараха Айнщайн да вярва, че двойки частици и античастици могат да бъдат заплетени, без да се нарушават законите на относителността. В тази концепция се наблюдава доста работа през последните години, като учените успешно създадоха магнитна дупка в лаборатория.
А през 1926 г. Айнщайн и неговият бивш ученик Лео Силард създават съвместно хладилника Айнщайн - устройство, което няма подвижни части и разчитат само на абсорбирането на топлината, за да охладят съдържанието му. През ноември 1930 г. им е присъден патент за техния дизайн. Въпреки това, техните усилия скоро бяха подкопани от ерата на депресията, изобретяването на фреона и шведската компания Electrolux, която придобива своите патенти.
Опитите за възкресяване на технологията започват през 90-те и 2000-те години, като студентски екипи от Джорджия Тех и Университета Оксфорд се опитват да създадат своя собствена версия на хладилника на Айнщайн. Благодарение на доказаната връзка на Freon с разрушаването на озона и желае да намали въздействието ни върху околната среда чрез използване на по-малко електричество, дизайнът се счита за екологична алтернатива и полезно устройство за развиващия се свят.
Смърт и наследство:
На 17 април 1955 г. Алберт Айнщайн изпитва вътрешно кървене, причинено от разкъсването на аневризма на коремната аорта, заради което той се е нуждаел от операция преди седем години. Той взе черновата на реч, която подготвяше за телевизионна изява, в чест на седмата годишнина на Държавата Израел, с него в болницата, но не изживя достатъчно дълго, за да го завърши.
Айнщайн отказа операция, казвайки: „Искам да отида, когато искам. Безвкусно е да удължите живота изкуствено. Направих своя дял, време е да отида. Ще го направя елегантно. " Той почина в болницата в Принстън рано на следващата сутрин на 76-годишна възраст, като продължи да работи до края.
По време на аутопсията патологът от болницата Принстън (Томас Столц Харви) отстрани мозъка на Айнщайн за запазване, макар и без разрешението на семейството му. Според Харви той е направил това с надеждата, че бъдещите поколения невролози ще успеят да открият причината за гения на Айнщайн. Останките на Айнщайн бяха кремирани, а пепелта му беше разпръснат на неразкрито място.
За живота си постижения Айнщайн получи безброй отличия, както през живота си, така и посмъртно. 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.
