Πορτρέτο του Άλμπερτ Αϊνστάιν γύρω στο 1939.
(Εικόνα: © MPI / Getty Images)
Ο Albert Einstein αναφέρεται συχνά ως ένας από τους πιο σημαντικούς επιστήμονες του 20ού αιώνα. Το έργο του συνεχίζει να βοηθά τους αστρονόμους να μελετούν τα πάντα, από τα κύματα βαρύτητας έως την τροχιά του Ερμή.
Η εξίσωση του επιστήμονα που βοήθησε να εξηγήσει την ειδική σχετικότητα - E = mc ^ 2 - είναι διάσημη ακόμη και μεταξύ εκείνων που δεν καταλαβαίνουν την υποκείμενη φυσική της. Ο Αϊνστάιν είναι επίσης γνωστός για τη θεωρία του σχετικά με τη γενική σχετικότητα (μια εξήγηση της βαρύτητας) και το φωτοηλεκτρικό φαινόμενο (το οποίο εξηγεί τη συμπεριφορά των ηλεκτρονίων υπό ορισμένες συνθήκες). Η δουλειά του στον τελευταίο του κέρδισε το βραβείο Νόμπελ Φυσικής το 1921.
Ο Αϊνστάιν προσπάθησε επίσης μάταια να ενοποιήσει όλες τις δυνάμεις του σύμπαντος σε μια μόνο θεωρία, ή μια θεωρία για τα πάντα, στην οποία εξακολουθούσε να εργάζεται τη στιγμή του θανάτου του.
Πρώτα χρόνια
Ο Αϊνστάιν γεννήθηκε στις 14 Μαρτίου 1879, στο Ουλμ της Γερμανίας, μια πόλη που σήμερα έχει πληθυσμό πάνω από 120.000. Υπάρχει μια μικρή αναμνηστική πλάκα όπου στεκόταν το σπίτι του (καταστράφηκε κατά τη διάρκεια του Β 'Παγκοσμίου Πολέμου). Η οικογένεια μετακόμισε στο Μόναχο λίγο μετά τη γέννησή του και αργότερα στην Ιταλία όταν ο πατέρας του αντιμετώπισε προβλήματα με τη λειτουργία της δικής του επιχείρησης. Ο πατέρας του Αϊνστάιν, ο Χέρμαν, διευθύνει ένα ηλεκτροχημικό εργοστάσιο και η μητέρα του, η Παύλιν, φρόντιζε τον Άλμπερτ και τη μικρότερη αδερφή του, τη Μαρία.
Ο Αϊνστάιν έγραψε στα απομνημονεύματά του ότι δύο «θαύματα» επηρέασαν βαθιά τα πρώτα του χρόνια, σύμφωνα με τον Hans-Josef Küpper, έναν μελετητή του Άλμπερτ Αϊνστάιν. Ο νεαρός Αϊνστάιν αντιμετώπισε το πρώτο του θαύμα - μια πυξίδα - σε ηλικία 5 ετών: Εκείνος μυστικοποιήθηκε αόρατες δυνάμεις θα μπορούσε να εκτρέψει τη βελόνα. Αυτό θα οδηγούσε σε μια δια βίου γοητεία με αόρατες δυνάμεις. Το δεύτερο θαύμα ήρθε στην ηλικία των 12 ετών όταν ανακάλυψε ένα βιβλίο γεωμετρίας, το οποίο λάτρευε, αποκαλώντας το «ιερό βιβλίο γεωμετρίας».
Σε αντίθεση με τη δημοφιλή πεποίθηση, ο νεαρός Άλμπερτ ήταν καλός μαθητής. Διακρίθηκε στη φυσική και τα μαθηματικά, αλλά ήταν πιο «μέτριος» μαθητής σε άλλα θέματα, έγραψε ο Küpper στον ιστότοπό του. Ωστόσο, ο Αϊνστάιν επαναστάτησε εναντίον της αυταρχικής στάσης ορισμένων από τους δασκάλους του και εγκατέλειψε το σχολείο στις 16. Αργότερα πήρε εξετάσεις εισόδου για την Ελβετική Ομοσπονδιακή Πολυτεχνική Σχολή στη Ζυρίχη και ενώ οι επιδόσεις του στη φυσική και τα μαθηματικά ήταν εξαιρετικές, τα σημάδια του Άλλοι τομείς ήταν ανώτεροι και δεν πέρασε στις εξετάσεις. Ο επίδοξος φυσικός πήρε επιπλέον μαθήματα για να καλύψει το κενό στις γνώσεις του, και έγινε δεκτός στο Ελβετικό Πολυτεχνείο το 1896, και το 1901 έλαβε το δίπλωμά του για τη διδασκαλία της φυσικής και των μαθηματικών.
Ωστόσο, ο Αϊνστάιν δεν μπόρεσε να βρει θέση διδασκαλίας και άρχισε να εργάζεται σε γραφείο διπλωμάτων ευρεσιτεχνίας της Βέρνης το 1901, σύμφωνα με τη βιογραφία του βραβείου Νόμπελ. Ήταν εκεί που, μεταξύ της ανάλυσης των αιτήσεων ευρεσιτεχνίας, ανέπτυξε το έργο του σε ειδική σχετικότητα και σε άλλους τομείς της φυσικής που τον έκανε αργότερα διάσημο.
Ο Αϊνστάιν παντρεύτηκε τη Μίλβα Μάριτς, μια μακροχρόνια αγάπη του από τη Ζυρίχη, το 1903. Τα παιδιά τους, ο Χανς Άλμπερτ και ο Έντουαρντ, γεννήθηκαν το 1904 και το 1910. (Η τύχη ενός παιδιού που γεννήθηκε το 1902 πριν από το γάμο τους, Λισέρ, είναι άγνωστη .) Ο Αϊνστάιν χώρισε τον Μάριτς το 1919 και αμέσως μετά παντρεύτηκε την Έλσα Λόβενταλ. Ο Löwenthal πέθανε το 1933.
Αξιοσημνημόνευτες στιγμές της επαγγελματικής πορείας
Η καριέρα του Αϊνστάιν τον έστειλε σε πολλές χώρες. Κέρδισε το διδακτορικό του από το Πανεπιστήμιο της Ζυρίχης το 1905 και στη συνέχεια ανέλαβε θέσεις καθηγητή στη Ζυρίχη (1909), στην Πράγα (1911) και στη Ζυρίχη (1912). Στη συνέχεια, μετακόμισε στο Βερολίνο για να γίνει διευθυντής του Φυσικού Ινστιτούτου Kaiser Wilhelm και καθηγητής στο Πανεπιστήμιο του Βερολίνου (1914). Έγινε επίσης Γερμανός πολίτης.
ΕΝΑ σημαντική επικύρωση του έργου του Αϊνστάιν ήρθε το 1919, όταν ο Sir Arthur Eddington, γραμματέας της Βασιλικής Αστρονομικής Εταιρείας, οδήγησε μια αποστολή στην Αφρική που μέτρησε τη θέση των αστεριών κατά τη διάρκεια μιας συνολικής έκλειψης. Η ομάδα διαπίστωσε ότι η θέση των αστεριών μετατοπίστηκε λόγω της κάμψης του φωτός γύρω από τον ήλιο. (Το 2008, μια παραγωγή BBC / HBO δραματοποίησε την ιστορία στο "Einstein and Eddington.")
Ο Αϊνστάιν παρέμεινε στη Γερμανία μέχρι το 1933, όταν ο δικτάτορας Αδόλφος Χίτλερ ανέβηκε στην εξουσία. Στη συνέχεια, ο φυσικός παραιτήθηκε από τη γερμανική του υπηκοότητα και μετακόμισε στις Ηνωμένες Πολιτείες για να γίνει καθηγητής θεωρητικής φυσικής στο Πρίνστον. Έγινε πολίτης των ΗΠΑ το 1940 και αποσύρθηκε το 1945.
Ο Αϊνστάιν παρέμεινε ενεργός στην κοινότητα της φυσικής στα τελευταία χρόνια. Το 1939, φημίζεται έστειλε μια επιστολή στον Πρόεδρο Φράνκλιν Δ. Ρούσβελτ προειδοποιώντας ότι το ουράνιο θα μπορούσε να χρησιμοποιηθεί για ατομική βόμβα.
Αργά στη ζωή του Αϊνστάιν, ασχολήθηκε με μια σειρά ιδιωτικών συζητήσεων με τον φυσικό Niels Bohr για το εγκυρότητα της κβαντικής θεωρίας. Οι θεωρίες του Bohr πραγματοποιήθηκαν την ημέρα και ο Αϊνστάιν αργότερα ενσωμάτωσε την κβαντική θεωρία στους δικούς του υπολογισμούς.
Ο εγκέφαλος του Αϊνστάιν
Ο Αϊνστάιν πέθανε από ανεύρυσμα αορτής στις 18 Απριλίου 1955. Ένα αιμοφόρο αγγείο έσπασε κοντά στην καρδιά του, σύμφωνα με το Αμερικανικό Μουσείο Φυσικής Ιστορίας (AMNH). Όταν ρωτήθηκε αν ήθελε να υποβληθεί σε χειρουργική επέμβαση, ο Αϊνστάιν αρνήθηκε. «Θέλω να πάω όταν θέλω να πάω», είπε. "Είναι άγευστο να παρατείνουμε τεχνητά τη ζωή. Έχω κάνει το μερίδιό μου · είναι καιρός να φύγω. Θα το κάνω κομψά."
Το σώμα του Αϊνστάιν - το μεγαλύτερο μέρος του, ούτως ή άλλως - αποτεφρώθηκε. η στάχτη του απλώθηκε σε άγνωστη τοποθεσία, σύμφωνα με το AMNH. Ωστόσο, ένας γιατρός στο Νοσοκομείο Πρίνστον, ο Τόμας Χάρβεϊ, είχε κάνει μια αυτοψία, προφανώς χωρίς άδεια, και αφαίρεσε τον εγκέφαλο και τα μάτια του Αϊνστάιν, σύμφωνα με τον Ματ Μπλατς, ο οποίος έγραψε για τον εγκέφαλο του Αϊνστάιν σε μια στήλη του 2015 για Σήμερα βρήκα.
Ο Χάρβεϊ έκοψε εκατοντάδες λεπτά τμήματα του εγκεφαλικού ιστού για να το τοποθετήσει σε διαφάνειες μικροσκοπίου και έσπασε 14 φωτογραφίες του εγκεφάλου από διάφορες οπτικές γωνίες. Πήρε τον εγκεφαλικό ιστό, διαφάνειες και εικόνες μαζί του όταν μετακόμισε στο Wichita του Κάνσας, όπου ήταν ιατρός επόπτης σε εργαστήριο βιολογικών δοκιμών. [Συλλογή εικόνων: Εγκέφαλος του Αϊνστάιν]
Κατά τα επόμενα 30 χρόνια, ο Harvey έστειλε μερικές διαφάνειες σε άλλους ερευνητές που τους ζήτησαν, αλλά κράτησε τον υπόλοιπο εγκέφαλο σε δύο γυάλινα βάζα, μερικές φορές σε ένα κουτί μηλίτη κάτω από ένα ψυγείο μπύρας. Η ιστορία του εγκεφάλου του Αϊνστάιν ξεχάστηκε σε μεγάλο βαθμό μέχρι το 1985, όταν ο Harvey και οι συνεργάτες του δημοσίευσαν τα αποτελέσματα της μελέτης τους στο περιοδικό Πειραματική Νευρολογία..
Ο Χάρβεϊ απέτυχε σε εξέταση ικανότητας το 1988 και η ιατρική του άδεια ανακλήθηκε, έγραψε ο Μπλίτς. Ο Χάρβεϊ τελικά έδωσε τον εγκέφαλο στο Νοσοκομείο Πρίνστον, όπου είχε αρχίσει το ταξίδι του εγκεφάλου. Ο Χάρβεϊ πέθανε το 2007.Κομμάτια του εγκεφάλου του Αϊνστάιν είναι τώρα στο Μουσείο Mütter στη Φιλαδέλφεια.
Τι βρήκαν οι μελέτες
Οι συγγραφείς της μελέτης του Harvey το 1985 ανέφεραν ότι ο εγκέφαλος του Αϊνστάιν είχε υψηλότερο αριθμό γλοιακών κυττάρων (εκείνων που υποστηρίζουν και μονώνουν το νευρικό σύστημα) ανά νευρώνες (νευρικά κύτταρα) από άλλους εγκεφάλους που εξέτασαν. Κατέληξαν στο συμπέρασμα ότι μπορεί να υποδηλώνει ότι οι νευρώνες είχαν υψηλότερη μεταβολική ανάγκη - με άλλα λόγια, τα εγκεφαλικά κύτταρα του Αϊνστάιν χρειάζονταν και χρησιμοποίησαν περισσότερη ενέργεια, κάτι που θα μπορούσε να είναι ο λόγος που είχε τόσο προηγμένες ικανότητες σκέψης και εννοιολογικές δεξιότητες.
Ωστόσο, άλλοι ερευνητές έχουν επισημάνει μερικά προβλήματα με αυτήν τη μελέτη, σύμφωνα με τον Eric H. Chudler, νευροεπιστήμονας στο Πανεπιστήμιο της Ουάσιγκτον. Πρώτον, για παράδειγμα, οι άλλοι εγκέφαλοι που χρησιμοποιήθηκαν στη μελέτη ήταν όλοι νεότεροι από τον εγκέφαλο του Αϊνστάιν. Δεύτερον, η "πειραματική ομάδα" είχε μόνο ένα θέμα - τον Αϊνστάιν. Απαιτούνται πρόσθετες μελέτες για να διαπιστωθεί εάν αυτές οι ανατομικές διαφορές εντοπίζονται σε άλλους ανθρώπους. Και τρίτον, μελετήθηκε μόνο ένα μικρό μέρος του εγκεφάλου του Αϊνστάιν.
Μια άλλη μελέτη, που δημοσιεύθηκε το 1996 στο περιοδικό Γράμματα Νευροεπιστήμης, διαπίστωσε ότι ο εγκέφαλος του Αϊνστάιν ζύγιζε μόνο 1.230 γραμμάρια, το οποίο είναι μικρότερο από το μέσο ενήλικο αρσενικό εγκέφαλο (περίπου 1.400 γραμμάρια). Επίσης, ο εγκεφαλικός φλοιός του επιστήμονα ήταν λεπτότερος από αυτόν των πέντε εγκεφάλων ελέγχου, αλλά η πυκνότητα των νευρώνων ήταν υψηλότερη.
Μια μελέτη που δημοσιεύθηκε το 2012 στο περιοδικό Brain αποκάλυψε ότι ο εγκέφαλος του Αϊνστάιν είχε επιπλέον δίπλωμα στην γκρίζα ύλη, ο ιστότοπος της συνειδητής σκέψης. Συγκεκριμένα, οι μετωπικοί λοβοί, οι περιοχές που συνδέονται με την αφηρημένη σκέψη και το σχεδιασμό, είχαν ασυνήθιστα περίτεχνες αναδιπλώσεις.
Η επιστημονική κληρονομιά του Αϊνστάιν
Η κληρονομιά του Αϊνστάιν στη φυσική είναι σημαντική. Εδώ είναι μερικές από τις βασικές επιστημονικές αρχές που πρωτοστάτησε:
Θεωρία της ειδικής σχετικότητας: Ο Αϊνστάιν έδειξε ότι οι φυσικοί νόμοι είναι πανομοιότυποι για όλους τους παρατηρητές, αρκεί να μην είναι υπό επιτάχυνση. Ωστόσο, το ταχύτητα του φωτός στο κενό είναι πάντα το ίδιο, ανεξάρτητα από την ταχύτητα που ταξιδεύει ο παρατηρητής. Αυτό το έργο οδήγησε στη συνειδητοποίησή του ότι ο χώρος και ο χρόνος συνδέονται με αυτό που τώρα ονομάζουμε χωροχρόνο. Έτσι, ένα γεγονός που βλέπει ένας παρατηρητής μπορεί επίσης να δει σε διαφορετικό χρόνο από έναν άλλο παρατηρητή.
Θεωρία της γενικής σχετικότητας: Αυτή ήταν μια αναδιατύπωση του νόμου της βαρύτητας. Στα 1600, Νεύτο διατύπωσε τρεις νόμους κίνησης, μεταξύ των οποίων περιγράφει πώς λειτουργεί η βαρύτητα μεταξύ δύο σωμάτων. Η δύναμη μεταξύ τους εξαρτάται από το πόσο τεράστιο είναι κάθε αντικείμενο και πόσο μακριά είναι τα αντικείμενα. Ο Αϊνστάιν διαπίστωσε ότι όταν σκεφτόμαστε τον χωροχρόνο, ένα τεράστιο αντικείμενο προκαλεί παραμόρφωση στο χωροχρόνο (όπως η τοποθέτηση μιας βαριάς μπάλας σε ένα τραμπολίνο). Η βαρύτητα ασκείται όταν άλλα αντικείμενα πέφτουν στο "πηγάδι" που δημιουργείται από την παραμόρφωση στο χωροχρόνο, όπως ένα μάρμαρο που κυλά προς τη μεγάλη μπάλα. Η γενική σχετικότητα πέρασε ένα πρόσφατο μεγάλο τεστ το 2019 σε ένα πείραμα που περιλαμβάνει μια υπερμεγέθη μαύρη τρύπα στο κέντρο του Γαλαξία μας.
Φωτοηλεκτρικό φαινόμενο: Το έργο του Αϊνστάιν το 1905 πρότεινε ότι το φως πρέπει να θεωρηθεί ως ένα ρεύμα σωματιδίων (φωτονίων) αντί για ένα μόνο κύμα, όπως ήταν συνήθως σκεφτόταν τότε. Η δουλειά του βοήθησε να αποκρυπτογραφήσει τα περίεργα αποτελέσματα που οι επιστήμονες δεν μπορούσαν να εξηγήσουν.
Ενοποιημένη θεωρία πεδίου: Ο Αϊνστάιν πέρασε πολλά από τα τελευταία χρόνια προσπαθώντας να συγχωνεύσει τα πεδία του ηλεκτρομαγνητισμού και της βαρύτητας. Ήταν ανεπιτυχής, αλλά μπορεί να ήταν μπροστά από την εποχή του. Άλλοι φυσικοί εργάζονται ακόμη σε αυτό το πρόβλημα.
Η κληρονομιά του Αϊνστάιν για την αστρονομία
Υπάρχουν πολλές εφαρμογές του έργου του Αϊνστάιν, αλλά εδώ είναι μερικές από τις πιο αξιοσημείωτες στην αστρονομία:
Βαρυτικά κύματα: Το 2016, το Παρατηρητήριο Βαρύτητας-Κύματος Laser Interferometer (LIGO) εντόπισε κυματισμούς χωροχρόνου - αλλιώς γνωστό ως βαρυτικά κύματα - αυτό συνέβη όταν συγκρούστηκαν μαύρες τρύπες περίπου 1,4 δισεκατομμύρια έτη φωτός από τη Γη. Ο LIGO έκανε επίσης μια αρχική ανίχνευση βαρυτικών κυμάτων το 2015, έναν αιώνα αφότου ο Αϊνστάιν προέβλεψε ότι υπήρχαν κυματισμοί. Τα κύματα είναι μια όψη της θεωρίας γενικής σχετικότητας του Αϊνστάιν.
Η τροχιά του Ερμή: Ο υδράργυρος είναι ένας μικρός πλανήτης σε τροχιά κοντά σε ένα πολύ τεράστιο αντικείμενο σε σχέση με το μέγεθός του - τον ήλιο. Η τροχιά του δεν μπορούσε να γίνει κατανοητή έως ότου η γενική σχετικότητα έδειξε ότι η καμπυλότητα του χωροχρόνου επηρεάζει τις κινήσεις του Ερμή και αλλάζει την τροχιά του. Υπάρχει μια μικρή πιθανότητα ότι πάνω από δισεκατομμύρια χρόνια, ο Ερμής θα μπορούσε να αποβληθεί από το ηλιακό μας σύστημα λόγω αυτών των αλλαγών (με ακόμη μικρότερη πιθανότητα να συγκρούσει με τη Γη).
Βαρυτικός φακός: Αυτό είναι ένα φαινόμενο με το οποίο ένα τεράστιο αντικείμενο (όπως ένα σμήνος γαλαξιών ή μια μαύρη τρύπα) κάμπτει φως γύρω του. Οι αστρονόμοι που κοιτάζουν την περιοχή μέσω ενός τηλεσκοπίου μπορούν στη συνέχεια να δουν αντικείμενα ακριβώς πίσω από το τεράστιο αντικείμενο, λόγω του ότι το φως λυγίζει. Ένα διάσημο παράδειγμα αυτού είναι ο Σταυρός του Αϊνστάιν, ένα κβάζαρ στο αστερισμός Πήγασος: Ένας γαλαξίας περίπου 400 εκατομμύρια έτη φωτός λυγίζει το φως του κβάζαρ έτσι ώστε να εμφανίζεται τέσσερις φορές γύρω από τον γαλαξία.
Μαύρες τρύπες: Τον Απρίλιο του 2019, το τηλεσκόπιο Event Horizon έδειξε το πρώτο εικόνες μιας μαύρης τρύπας. Οι φωτογραφίες επιβεβαίωσαν και πάλι πολλές πτυχές της γενικής σχετικότητας, συμπεριλαμβανομένου όχι μόνο ότι υπάρχουν μαύρες τρύπες, αλλά και ότι έχουν κυκλικό ορίζοντα γεγονότων - ένα σημείο στο οποίο τίποτα δεν μπορεί να ξεφύγει, ούτε καν φως.
Επιπρόσθετοι πόροι:
- Βρείτε απαντήσεις σε συνήθεις ερωτήσεις σχετικά με τον Άλμπερτ Αϊνστάιν στον ιστότοπο του βραβείου Νόμπελ.
- Ανατρέξτε σε ψηφιοποιημένες εκδόσεις του Δημοσιευμένα και αδημοσίευτα χειρόγραφα του Αϊνστάιν στο Einstein Archives Online.
- Μάθετε για Το μνημείο του Αϊνστάιν στο κτίριο της Εθνικής Ακαδημίας Επιστημών στην Ουάσιγκτον, D.C.
