Наприкінці тисячоліття Світ фізики журнал провів опитування, в якому запитав 100 провідних фізиків світу, кого вони вважають топ-10 найбільшим вченим усіх часів. Окрім того, що був найвідомішим вченим, який коли-небудь жив, Альберт Ейнштейн - це також домашнє ім’я, синонім геніальності та нескінченної творчості.
Будучи відкривачем Особливої та загальної відносності, Ейнштейн здійснив революцію в нашому розумінні часу, простору та Всесвіту. Це відкриття, поряд з розвитком квантової механіки, ефективно закінчило еру ньютонівської фізики і породило сучасність. У той час як попередні два століття характеризувалися універсальною гравітацією та фіксованими орієнтирами, Ейнштейн допоміг в епоху невизначеності, чорних дір та "страшних дій на відстані".
Раннє життя:
Альберт Ейнштейн народився 14 березня 1879 року в місті Ульм, тодішній частині Королівства Вюртенберг (нині федеральна німецька держава Баден-Вюртемберг). Його батьками були Германн Ейнштейн (продавець та інженер) та Поліна Кох, які були неспостережними євреями-ашкеназі - розширеною громадою єврейськомовних євреїв, які жили в Німеччині та Центральній Європі.
У 1880 році, коли йому було всього шість тижнів, родина Ейнштейна переїхала до Мюнхена, де його батько та дядько заснували Elektrotechnische Fabrik J. Einstein & Cie (компанія, яка виготовляла електрообладнання на основі постійного струму). У 1894 році компанія його батька зазнала краху, і родина переїхала до Італії, тоді як Ейнштейн залишився в Мюнхені, щоб закінчити навчання.
Освіта:
У 1884 році Альберт Ейнштейн відвідував католицьку початкову школу, де пробув до 1887 р. На той час він перейшов до гімназії «Луїтпольд», де здобув здобуту початкову та середню школу. Його батько сподівався, що Ейнштейн піде його слідами і піде в електротехніку, але у Ейнштейна були труднощі з навчальними методами в школі, вважаючи за краще самостійне спрямування на навчання.
Саме під час візиту до нього родини в Італію 1894 р. Ейнштейн написав короткий нарис під назвою «Про дослідження стану ефіру в магнітному полі» - це було б його першою науковою публікацією. У 1895 році Ейнштейн склав вступний іспит до Швейцарської федеральної політехніки в Цюриху - в даний час відомий як Eidgenössische Technische Hochschule Zürich (ETH Zurich).
Хоча він не виконав усіх вимог, одержав виняткову оцінку з фізики та математики. За порадою директора Цюріхської політехніки він відвідував арговську кантональну школу в м. Аарау, Швейцарія, щоб закінчити середню школу. Це він робив між 1895-96 роками, перебуваючи в родині професора.
У вересні 1896 року він склав випускний іспит у Швейцарії з переважно хорошими оцінками, включаючи вищі класи з фізики та математичних предметів. Хоча йому було лише 17, він записався на дипломну програму викладання математики та фізики в Цюрихській політехніці. Саме там він познайомився зі своєю першою та майбутньою дружиною Мілевою Марич, сербською національністю та єдиною жінкою серед шести учнів у розділі математики та фізики.
Двоє одружуються в 1904 році та мають двох синів, але розлучиться до 1919 року, проживши окремо п'ять років. Після цього Ейнштейн повторно одружився, на цей раз зі своєю двоюрідною сестрою Ельзою Левентал - з якою він залишився одруженим до її смерті в 1939 році. Саме в цей час Ейнштейн продовжував робити свої найбільші наукові досягнення.
Наукові досягнення:
У 1900 році Ейнштейну було присвоєно диплом викладання Цюрихської політехніки. Після закінчення навчання він витратив близько двох років на пошуки викладацької посади та здобув швейцарське громадянство. Врешті-решт, за допомогою батька свого друга та колеги Марселя Гроссмана, Ейнстен забезпечив собі роботу у Федеральному бюро інтелектуальної власності в Берні. У 1903 році його посада стала постійною.
Значна частина роботи Ейнштейна в патентному відомстві була пов'язана з питаннями про передачу електричних сигналів та електромеханічну синхронізацію часу. Ці технічні проблеми неодноразово з'являлися в мислительних експериментах Ейнштейна, врешті-решт приводячи його до кардинальних висновків про природу світла та фундаментальний зв'язок простору та часу.
У 1900 році він опублікував документ під назвою «Folgerungen aus den Capillaritätserscheinungen"(" Висновки з явищ капілярності "). Спираючись на теорію універсального тяжіння Ньютона, він запропонував у цій роботі теорію про те, що взаємодія між усіма молекулами є універсальною функцією відстані, аналогічно зворотній квадратичній силі тяжіння. Пізніше це виявиться невірним, але публікація газети була престижноюАннален дер Фізик (Journal of Physics) привернув увагу з боку академічного світу.
30 квітня 1905 року Ейнштейн закінчив дисертацію під пильним оком професора університету професора експериментальної фізики Альфреда Клайнера. Його дисертація, яка отримала назву "Нове визначення молекулярних розмірів", отримала ступінь доктора наук з Цюріхського університету.
Того ж року, у вибуху творчої інтелектуальної енергії - того, що відомо як його "Annus mirabilis" (чудо-рік) - Ейнштейн також опублікував чотири новаторські праці про фотоелектричний ефект, броунівський рух, особливу відносність та еквівалентність маси та енергії, що привело б його до відома міжнародної наукової спільноти.
До 1908 року його призначили викладачем Бернського університету. Наступного року, прочитавши лекцію з електродинаміки та принципу відносності в Цюріхському університеті, Альфред Клейнер рекомендував його на факультет для новоствореної професії теоретичної фізики. Ейнштейн був призначений доцентом у 1909 році.
У квітні 1911 року Ейнштейн став дійсним професором університету Шарля-Фердинанда в Праке, який в той час входив до Австро-Угорської імперії. За час перебування в Празі він написав 11 наукових праць, 5 з яких - з радіаційної математики та з квантової теорії твердих тіл.
У липні 1912 р. Він повернувся до Швейцарії та ETH Zürich, де викладав аналітичну механіку та термодинаміку до 1914 р. За час свого перебування в Цюріху ETH він також вивчав механіку континууму, молекулярну теорію тепла та проблему гравітації. У 1914 році він повернувся до Німеччини і був призначений директором Інституту фізики Кайзера Вільгельма (1914–1932) та професором Берлінського університету Гумбольдта.
Незабаром він став членом Прусської академії наук, а з 1916 по 1918 рік обіймав посаду президента Німецького фізичного товариства. У 1920 році він став іноземним членом Королівської Нідерландської академії мистецтв і наук, а в 1921 році був обраний іноземним членом Королівського товариства (ForMemRS).
Статус біженця:
У 1933 році Ейнштейн втретє відвідав США. Але на відміну від попередніх візитів - де він проводив лекційні серії та гастролі - з цього приводу він знав, що не може повернутися до Німеччини через зростання нацизму під Адольфом Гітлером. Після третього двомісячного відвідування професора в американських університетах, він та дружина Ельза в березні 1933 року поїхали до Антверпена, Бельгія.
Після приїзду, коли вони дізналися, що їхню дачу напали нацисти, а особистий вітрильник конфіскували, Ейнштейн відмовився від німецького громадянства. Місяць пізніше твори Ейнштейна потрапили до числа націлених нацистськими спаленнями книг, і він потрапив до списку "ворогів німецького режиму", з головою 5000 доларів на голові.
У цей період Ейнштейн став частиною великої спільноти німецьких та єврейських екс-патріотів у Бельгії, багато з яких були вченими. Перші кілька місяців він орендував будинок у Де Хаані, Бельгія, де він жив і працював. Він також присвятив себе тим, щоб допомогти єврейським вченим уникнути переслідувань та вбивств з боку нацистів.
У липні 1933 року він поїхав до Англії за особистим запрошенням свого друга і командира морського офіцера Олівера Локер-Лампсона. Перебуваючи там, він зустрівся з тодішнім членом парламенту Вінстоном Черчіллем та колишнім прем'єр-міністром Ллойдом Джорджем і попросив їх допомогти вивезти єврейських вчених з Німеччини. За словами одного з істориків, Черчілл відправив фізика Фредеріка Ліндемана в Німеччину для пошуку єврейських вчених та розміщення їх у британських університетах.
Пізніше Ейнштейн зв’язався з лідерами інших держав, включаючи прем'єр-міністра Туреччини Ісмета Іньону, щоб попросити допомоги у переселенні єврейських громадян, що рятуються від нацистів. У вересні 1933 р. Він писав до Інену з проханням влаштувати безробітних німецько-єврейських учених. В результаті листа Ейнштейна, єврейські запрошені до Туреччини врешті набрали понад 1000 осіб.
Хоча Локер-Ламспон закликав парламент Великобританії продовжити громадянство на Ейнштейна, його зусилля зазнали невдачі, і Ейнштейн прийняв пропозицію Інституту Прінстона про підвищення кваліфікації в Нью-Джерсі, щоб стати резидентом. У жовтні 1933 року Ейнштейн прибув до США і зайняв цю посаду.
У той час більшість американських університетів мали мінімальний або відсутність єврейських викладачів чи студентів через квоти, які обмежували кількість євреїв, які могли записатися чи викладати. Вони закінчуються до 1940 року, але залишаються перешкодою для американсько-єврейських вчених повноцінно брати участь в академічному житті та отримувати університетську освіту.
У 1935 році Ейнштейн подав заяву на постійне громадянство в США, яке йому було надано в 1940 році. Він залишився б у США і збереже свою приналежність до Інституту підвищення кваліфікації до своєї смерті в 1955 році. У цей період Ейнштейн намагався розвинути єдиної теорії поля і спростувати прийняту інтерпретацію квантової фізики, як безуспішно.
Манхеттенський проект:
Під час Другої світової війни Ейнштейн відіграв важливу роль у створенні проекту "Манхеттен" - розробці атомної бомби. Цей проект розпочався після того, як в 1939 році до Ейнштейна звернулася група вчених під керівництвом угорського фізика Лео Сіларда. Почувши їх попередження про нацистську програму ядерної зброї, він написав листа до тодішнього президента Рузвельта, попереджаючи його про надзвичайну небезпеку такої зброї в нацистських руках.
Хоча пацифіст, який ніколи не розглядав ідею використовувати ядерну фізику заради розробки зброї, Ейнштейн був стурбований тим, що нацисти володіють такою зброєю. Таким чином, він і Сілард разом з іншими біженцями, такими як Едвард Теллер та Євген Вігнер, «розглядали це як свою відповідальність за попередження американців про можливість того, що німецькі вчені можуть виграти гонку зі створення атомної бомби, і попередити, що Гітлер буде будьте більш ніж готові вдаватися до такої зброї ».
Як стверджують історики Сара Дж. Діель та Джеймс Клей Мольц, лист був ", мабуть, ключовим стимулом для прийняття США серйозних розслідувань ядерної зброї напередодні вступу США у Другу світову війну". На додаток до листа Ейнштейн використовував свої зв’язки з бельгійською королівською родиною та матір'ю-бельгійською королевою, щоб отримати доступ з особистим посланцем до Овального бюро Білого дому, де він зустрівся з Рузвельтом, щоб особисто обговорити небезпеку.
У результаті листа Ейнштейна та його зустрічей з Рузвельтом США ініціювали проект "Манхеттен" та мобілізували всі необхідні ресурси для дослідження, побудови та випробування атомної бомби. До 1945 р. Цей аспект гонки озброєнь був виграний союзними державами, оскільки Німеччині ніколи не вдалося створити власну атомну зброю.
Пізніше пацифіст Ейнштейн пізніше прийшов би глибоко пошкодувати про свою причетність до розробки ядерної зброї. Як він сказав своєму другові Лінусу Полінгу в 1954 році (за рік до смерті): "Я зробив одну велику помилку в своєму житті - коли я підписав лист президенту Рузвельта, в якому рекомендував робити атомні бомби; але було певне виправдання - небезпека, що німці зроблять їх ».
Теорія відносності:
Хоча Ейнштейн досяг багатьох значних досягнень протягом багатьох років і широко відомий своїм внеском у створення проекту "Манхеттен", його найвідоміша теорія - це те, що представлене простим рівнянням E = mc² (де Е це енергія, м - це маса, і c - швидкість світла). Ця теорія перевернула б століття наукового мислення та православ’я.
Але звичайно Ейнштейн не розробив цю теорію у вакуумі, і дорога, яка привела його до висновку, що час і простір були відносно спостерігача, була довгою і звивистою. Потенційна гіпотеза відносності Ейнштейна значною мірою була спробою узгодити закони механіки Ньютона з законами електромагнетизму (як характеризують рівняння Максвелла та закон сили Лоренца).
Впродовж певного часу вчені стикалися з невідповідностями між цими двома полями, що також було відображено у ньютонівській фізиці. Тоді як Ісаак Ньютон підписався на ідею абсолютного простору та часу, він також дотримувався принципу відносності Галілея - який стверджує, що: "Будь-які два спостерігачі, що рухаються з постійною швидкістю та напрямком один щодо одного, отримають однакові результати для всіх механічних експериментів."
Станом на 1905 р., Коли Ейнштейн опублікував свою напірну книгу "Про електродинаміку рухомих тіл"Робочий консенсус серед учених стверджував, що світло, що рухається через рухоме середовище, буде тягнутий за допомогою середовища. Це, у свою чергу, означало, що вимірювана швидкість світла буде простою сумою його швидкості наскрізь середовище плюс швидкість з що середовище.
Ця теорія також стверджувала, що простір був заповнений "світловим ефіром", гіпотетичним середовищем, яке, як вважали, необхідним для поширення світла по всьому Всесвіту. Відповідно, цей ефір буде або перетягнутий, або переміщений всередині, рухомим речовиною. Однак цей консенсус спричинив численні теоретичні проблеми, які до часу Ейнштейна залишалися невирішеними.
Для одного, вченим не вдалося знайти абсолютного стану руху, що вказувало на принцип відносності руху (тобто відносний рух спостерігається, і немає абсолютного рівня відпочинку) було дійсним. По-друге, також існувала проблема, яка постала перед «зоряною аббацією», явище, коли очевидний рух небесних тіл щодо їх розташування залежав від швидкості спостерігача.
Крім того, випробування, проведені на швидкості світла у воді (експеримент Фізе), показали, що світло, що рухається через рухоме середовище, буде перетягуватися середовищем, але не майже настільки, як очікувалося. Це підтримало інші експерименти - наприклад, часткову гіпотезу Френеля про перетягування ефіру та експерименти сера Джорджа Стокса - які запропонували ефір частково або повністю переноситись матерією.
Теорія особливої відносності Ейнштейна була новаторською тим, що він стверджував, що швидкість світла однаковий у всіх інерціальних системах відліку, і ввів думку, що великі зміни відбуваються, коли речі рухаються ближче до швидкості світла. Сюди входить часово-просторовий кадр рухомого тіла, яке, як видається, сповільнюється і стискається в напрямку руху, вимірюється в кадрі спостерігача.
Відомі як "Теорія особливої відносності Ейнштейна", його спостереження узгодили рівняння Максвела щодо електрики та магнетизму з законами механіки, спростили математичні обчислення, усунувши сторонні пояснення, які використовували інші вчені, і зробили існування ефіру абсолютно зайвим. Він також погоджувався з безпосередньо спостерігається швидкістю світла і враховував спостережувані аберації.
Природно, теорія Ейнштейна зустрічалася зі змішаними реакціями наукової спільноти і залишалася б суперечливою протягом багатьох років. З його єдиним рівнянням, E = mc², Ейнштейн значно спростив розрахунки, необхідні для розуміння того, як поширюється світло. Насправді він також припускав, що простір і час (а також матерія та енергія) були просто різними вираженнями одного і того ж.
У період з 1907 по 1911 рік, працюючи в патентному відомстві, Ейнштейн почав розглядати, як спеціальна відносність може бути застосована до гравітаційних полів - що стане відомим як Теорія загальної відносності. Це почалося зі статті під назвою:Про принцип відносності та висновки, зроблені з нього", Опублікований в 1907 р., В якому він розповів, як правило особливої відносності також може застосовуватися до прискорення.
Коротше кажучи, він стверджував, що вільне падіння - це справді інерційний рух; а для спостерігача повинні застосовуватися правила спеціальної відносності. Цей аргумент також відомий як Принцип еквівалентності, який говорить, що гравітаційна маса ідентична інерціальній масі. У цій же статті Ейнштейн також передбачив явище гравітаційного розширення часу - де два спостерігачі, що знаходяться на різній відстані від гравітаційної маси, сприймають різницю в часі між двома подіями.
У 1911 році Ейнштейн опублікував «Про вплив гравітації на поширення світла", Який розширився на статтю 1907 року. У цій статті він передбачив, що ящик, що містить годинник, який прискорюється вгору, буде відчувати час швидше, ніж той, що сидів нерухомо в межах незмінного гравітаційного поля. Він робить висновок, що швидкість руху годин залежить від їх положення в гравітаційному полі, і що різниця швидкостей пропорційна гравітаційному потенціалу до першого наближення.
У цій же статті він передбачив, що відхилення світла залежатиме від маси тіла, що бере участь. Це виявилося особливо впливовим, оскільки він вперше запропонував перевірку. У 1919 році німецький астроном Ервін Фінлай-Фрейндліх закликав учених усього світу перевірити цю теорію шляхом вимірювання відхилення світла під час сонячного затемнення травня 1929 року.
Прогноз Ейнштейна підтвердив сер Артур Еддінгтон, спостереження якого було озвучено незабаром після цього. 7 листопада 1919 р Часи опублікував результати під заголовком: «Революція в науці - нова теорія Всесвіту - повалені ідеї Ньютона». Загальна відносність з того часу перетворилася на важливий інструмент сучасної астрофізики. Це дає фундамент для поточного розуміння чорних дір, регіонів простору, де гравітаційне притягання настільки сильне, що навіть світло не може уникнути.
Сучасна квантова теорія:
Ейнштейн також допоміг просунути теорію квантової механіки. Протягом 1910-х років ця наука розширювалася в масштабах охоплення багатьох різних систем. Ейнштейн сприяв цим розробкам, просунувши теорію квантів до світла і використовував її для обліку різних термодинамічних ефектів, що суперечили класичній механіці.
У своїй роботі 1905 р.Про евристичну точку зору, що стосується виробництва та перетворення світла", Він постулював, що саме світло складається з локалізованих частинок (тобто квантів). Цю теорію було б відкинуто сучасниками - у тому числі Нілсом Бор і Максом Планкам - але це було доведено до 1919 р. Експериментами, які вимірювали фотоефект.
Про це він розгорнув далі у своїй статті 1908 р. "Розвиток наших поглядів на склад та сутність випромінювання", Де він показав, що енергетичні кванти Макса Планка повинні мати чітко визначений момент і діяти в деяких аспектах як незалежні, точкові частинки. Цей документ представив фотон Концепція і надихнула поняття подвійності хвиль - частинок (тобто світло, що поводиться як частинка, так і хвиля) в квантовій механіці.
У своїй статті 1907 р.Теорія випромінювання Планка та теорія питомої теплоти«Ейнштейн запропонував модель речовини, де кожен атом у структурі решітки є незалежним гармонічним коливачем - існуючим в однаково розташованих, квантованих станах. Він запропонував цю теорію, оскільки це було особливо чіткою демонстрацією того, що квантова механіка може вирішити конкретну проблему тепла в класичній механіці.
У 1917 році Ейнштейн опублікував статтю під назвою «Про квантову теорію випромінювання”, Яка запропонувала можливість стимульованого випромінювання, фізичний процес, що робить можливим підсилення НВЧ та лазера. Цей документ мав величезний вплив на пізніший розвиток квантової механіки, оскільки це був перший документ, який показав, що статистика атомних переходів мала прості закони.
Ця робота продовжуватиме натхнення статті Ервіна Шредінгера 1926 року, "Квантування як задача власного значення". У цій статті він опублікував своє тепер відоме рівняння Шредінгера, де описує, як з часом змінюється квантовий стан квантової системи. Ця праця була повсюдно відзначена як одне з найважливіших досягнень ХХ століття і створила революцію в більшості областей квантової механіки, а також у всій фізиці та хімії.
Досить цікаво, що з часом Ейнштейн стане незадоволений теорією квантової механіки, яку він допоміг створити, відчувши, що це надихає почуття хаосу та випадковості в науках. У відповідь він зробив свою відому цитату: «Бог не грає у кубики», і повернувся до вивчення квантових явищ.
Це змусило його запропонувати парадокс Ейнштейна-Подільського – Розен (парадокс EPR), названий Ейнстієном та його однодумцями - Борисом Подоліським та Натаном Розен. У своїй статті 1935 року під назвою «Чи можна вважати квантово-механічний опис фізичної реальності завершеним?», Вони стверджують, що вони демонструють, що квантове заплутування порушує місцевий реалістичний погляд на причинно-наслідковий зв’язок - Ейнштейн посилається на це як на «жахливу дію на відстані».
Роблячи це, вони стверджували, що хвильова функція квантової механіки не дає повного опису фізичної реальності, важливого парадоксу, який мав би важливий вплив на інтерпретацію квантової механіки. Хоча парадокс EPR виявився б неправильним після смерті Ейнштейна, він допоміг створити поле, яке він допоміг створити, але пізніше намагатиметься спростувати до кінця своїх днів.
Космологічні постійні та чорні отвори:
У 1917 році Ейнштейн застосував Загальну теорію відносності для моделювання структури Всесвіту в цілому. Хоча він віддав перевагу ідеї Всесвіту, яка була вічною і незмінною, це не відповідало його теоріям відносності, які передбачали, що Всесвіт знаходиться або в стані розширення, або стискання.
Для вирішення цього питання Ейнштейн ввів нову концепцію в теорію, відому як Космологічна Константа (представлена Лямбдою). Метою цього було виправити наслідки сили тяжіння і дозволити всій системі залишатися вічною, статичною сферою. Однак у 1929 році Едвін Хаббл підтвердив, що Всесвіт розширюється. Відвідавши обсерваторію Маунт-Вілсон з Хабблом, Ейнштейн офіційно відкинув космологічну константу.
Однак концепція була переглянута наприкінці 2013 року, коли раніше нерозкритий рукопис Ейнштейна (під назвою “Про космологічну проблему") Було виявлено. У цьому рукописі Ейнштейн запропонував переглянути модель, в якій константа відповідала за створення нової матерії по мірі розширення Всесвіту, забезпечуючи тим самим, щоб середня щільність Всесвіту ніколи не змінювалася.
Це узгоджується із застарілою моделлю космології сталого стану (запропонованою пізніше в 1949 р.) Та сучасним сучасним розумінням темної енергії. По суті, те, що Ейнштейн описав у багатьох своїх біографіях як "свою найбільшу промаху", врешті-решт переглянеться і розглянеться як частина більшої таємниці Всесвіту - існування невидимої маси та енергії, що підтримує космологічний баланс.
У 1915 році, через кілька місяців після того, як Ейнштейн опублікував свою «Теорію загальної відносності», німецький фізик і астроном Карл Шварцшильд знайшов рішення рівнянь Ейнштейна, які описували гравітаційне поле точки і сферичної маси. Це рішення, яке тепер називається радіусом Шварцшильда, описує точку, коли маса кулі настільки стиснута, що швидкість втечі з поверхні дорівнювала б швидкості світла.
Вчасно інші фізики прийшли до тих же висновків самостійно. У 1924 р. Англійський астрофізик Артур Еддінгтон прокоментував, як теорія Ейнштейна дозволяє нам виключати занадто великі щільності для видимих зірок, стверджуючи, що вони "створюють стільки кривизни метрики простору-часу, що простір закриється навколо зірки, залишаючи нас зовні (тобто ніде). "
У 1931 році індійсько-американський астрофізик Субрахманян Чандрасехар підрахував, використовуючи Спеціальну відносність, що не обертається тіло електрон-виродженої речовини над певною обмежуючою масою впаде на себе. У 1939 р. Роберт Оппенгеймер та інші погодилися з аналізом Чандрасехара, стверджуючи, що нейтронні зірки вище встановленої межі обрушаться на чорні діри, і прийшли до висновку, що жоден закон фізики не може втрутитися і не зупинити хоча б деякі зірки від руйнування до чорних дір.
Оппенгеймер та його співавтори інтерпретували особливість на межі радіуса Шварцшильда як вказівку на те, що це межа міхура, на якому зупинився час. Зовнішньому спостерігачеві вони побачать, як поверхня зірки застигла в часі в момент краху, але падаючий спостерігач мав би зовсім інший досвід.
Інші досягнення:
Окрім революціонізації нашого розуміння часу, простору, руху та гравітації своїми теоріями особливої та загальної відносності, Ейнштейн також зробив численні інші внески у сферу фізики. Насправді Ейнштейн опублікував у своєму житті сотні книг і статей, а також понад 300 наукових праць і 150 наукових.
5 грудня 2014 року університети та архіви у всьому світі почали офіційно випускати зібрані Ейнштейном документи, які містили понад 30 000 унікальних документів. Наприклад, два документи, які були опубліковані в 1902 і 1903 роках -Кінетична теорія теплової рівноваги та другий закон термодинаміки"Та"Теорія основ термодинаміки”- займався питанням термодинаміки та броунівського руху.
За визначенням, броунівський рух стверджує, що там, де невелика кількість частинок коливається без кращого напрямку, вони врешті-решт поширюються, щоб заповнити все середовище. Звертаючись до цього зі статистичної точки зору, Ейнштейн вважав, що кінетична енергія коливальних частинок у середовищі може передаватися більшим частинкам, що, в свою чергу, можна спостерігати під мікроскопом - тим самим підтверджуючи існування атомів різної величини.
Ці документи були основою для статті 1905 р. Про броунівський рух, яка показала, що це може бути витлумачено як надійний доказ існування молекул. Пізніше цей аналіз буде підтверджений французьким фізиком Жаном-Батистом Перріном, і Ейнштейну було присвоєно Нобелівську премію з фізики в 1926 р. Його робота встановила фізичну теорію броунівського руху і припинила скептицизм щодо існування атомів і молекул як фактичних фізичних сутностей .
Після свого дослідження щодо загальної відносності Ейнштейн здійснив низку спроб узагальнити свою геометричну теорію гравітації, щоб включити електромагнетизм як інший аспект єдиної сутності. У 1950 році він описав свою "єдину теорію поля" у статті під назвою "Про узагальнену теорію гравітації", В якій описана його спроба розв'язати всі основні сили Всесвіту в одній рамці.
Незважаючи на те, що він продовжував хвалитись за свою роботу, Ейнштейн ставав все більш відокремленим у своїх дослідженнях, і його зусилля в кінцевому рахунку були невдалими. Тим не менше мрія Ейнштейна об'єднати інші закони фізики з гравітацією триває і донині, інформуючи зусилля щодо розробки Теорії всього (ТЗ) - зокрема Теорії струн, де геометричні поля виникають у єдиній квантово-механічній обстановці.
Його робота з Подольським та Розен, сподіваючись спростувати концепцію квантових заплутань, також змусила Ейнштейна та його колег запропонувати модель червотокової криниці. Використовуючи теорію Шварцшильда про чорні діри та намагаючись моделювати елементарні частинки із зарядом як рішення рівнянь гравітаційного поля, він описав міст між двома ділянками простору.
Якби один кінець червоточини був позитивно заряджений, інший кінець буде заряджений негативно. Ці властивості спонукали Ейнштейна до думки, що пари частинок і античастинок можуть бути заплутані без порушення законів відносності. З цією концепцією в останні роки спостерігається досить багато роботи, вчені успішно створили магнітну червоточину в лабораторії.
А в 1926 році Ейнштейн та його колишній учень Лео Сілард спільно винайшли холодильник Ейнштейна - прилад, який не мав рухомих частин і покладався лише на поглинання тепла для охолодження його вмісту. У листопаді 1930 року їм було присвоєно патент на їх дизайн. Однак їх зусилля незабаром були підірвані епохою депресії, винаходом фреона та шведською компанією Electrolux, яка придбала свої патенти.
Спроби воскресити цю технологію почалися в 90-х та 2000-х роках, коли студентські колективи з Georgia Tech та Оксфордського університету намагалися побудувати власну версію холодильника Ейнштейна. Завдяки доведеному зв'язку Фреона з руйнуванням озону та бажанням зменшити наш вплив на навколишнє середовище, використовуючи менше електроенергії, дизайн вважається екологічно чистою альтернативою та корисним пристроєм для країн, що розвиваються.
Смерть і спадщина:
17 квітня 1955 року Альберт Ейнштейн зазнав внутрішньої кровотечі, викликаної розривом аневризми черевної аорти, якій він звернувся до операції протягом семи років. Він взяв проект виступу, який готував до телевізійного виступу, відзначаючи сьомий ювілей Держави Ізраїль, з ним до лікарні, але він не прожив досить довго, щоб завершити його.
Ейнштейн відмовився від операції, сказавши: "Я хочу йти, коли хочу. Подовжувати життя штучно несмачно. Я зробив свою частку, пора йти. Я зроблю це елегантно ». Він помер у лікарні Принстон рано наступного ранку у віці 76 років, продовжуючи працювати до кінця.
Під час розтину патологоанатом лікарні Принстон (Томас Столц Гарві) вилучили мозок Ейнштейна для збереження, хоча без дозволу його родини. За словами Гарві, він зробив це з надією, що майбутні покоління неврологів зможуть виявити причину генія Ейнштейна. Останки Ейнштейна були креміровані, а його прах був розкиданий у нерозкритому місці.
За своє життя досягнень Ейнштейн отримав незліченну кількість відзнак, як за життя, так і посмертно. 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.
