Ο Άλμπερτ Αϊνστάιν είναι πιθανώς ο πιο γνωστός επιστήμονας του 20ου αιώνα. Η θεωρία της Σχετικότητας που ανέπτυξε, η οποία περιγράφει την δυναμική του φωτός, είναι ένας από τους πυλώνες της σύγχρονης Φυσικής, όπως επίσης και η εργασία του στην Κβαντική μηχανική, η οποία επικεντρώνεται στην υποατομικό επίπεδο της ύλης.
Η ανατροφή και η εκπαίδευση του Αϊνστάιν
Ο Αϊνστάιν γεννήθηκε στο Ουλμ, ένα γερμανικό κρατίδιο της Βυρτεμβέργης, στις 14 Μαρτίου του 1879. Η οικογένεια του, μετακόμισε στο Μόναχο έξι εβδομάδες αργότερα και το 1885, όταν ήταν 6 ετών, φοίτησε στο “Petersschule”, ένα καθολικό δημοτικό σχολείο.
Αντίθετα με την λαϊκή πεποίθηση, ο Αϊνστάιν ήταν καλός μαθητής. Σύμφωνα με μια γερμανική ιστοσελίδα που ήταν αφιερωμένη στην κληρονομιά του Αϊνστάιν, η μητέρα του είχε γράψει κάποτε στην αδερφή της, για τον γιο της: “Χθες ο Άλμπερτ, έλαβε τους βαθμούς του και ήταν πάλι νούμερο ένα, καθώς επίσης και η κάρτα αναφοράς του ήταν λαμπρή”.
Όταν, αργότερα, ο νεαρός Αϊνστάιν γύρισε στο δημοτικό σχολείο “Luitpold”, δεν ήταν σε θέση να αντιμετωπίσει την αυταρχική στάση αυτού του σχολείου και μάλιστα ο δάσκαλος του είχε πει κάποτε για αυτόν ότι ποτέ δεν θα πάει πουθενά.
Το 1896, σε ηλικία 17 ετών, ο Αϊνστάιν μπήκε στην Ελβετική Ομοσπονδιακή Πολυτεχνική Σχολή στην Ζυρίχη, για να εκπαιδευτεί ως δάσκαλος στα μαθηματικά και στην φυσική. Λίγα χρόνια αργότερα, απέκτησε το πτυχίο του και έλαβε ελβετική υπηκοότητα, αλλά δεν μπόρεσε να βρει θέση διδασκαλίας. Έτσι, δέχτηκε μια θέση ως τεχνικός βοηθός στο Ελβετικό γραφείο διπλωμάτων ευρεσιτεχνίας.
Ο Αϊνστάιν, παντρεύτηκε το 1903, την πολυαγαπημένη συμφοιτήτρια του Μίλεβα Μάριτς, με την οποία απέκτησε δύο παιδιά: τον Χανς Άλμπερτ και τον Έντουαρτ, που γεννήθηκαν το 1904 και το 1910 αντίστοιχα. Με την Μίλεβα απέκτησαν και μια κόρη την Lieserl (Λίζερλ) , η τύχη της οποίας αγνοείται. Διάφορες φήμες λένε ότι μπορεί να είχε διανοητικά προβλήματα, είτε ότι είχε πεθάνει νέα αλλά ακόμα και ότι είχε υιοθετηθεί όταν ήταν ενός έτους.
Πως ο Αϊνστάιν άλλαξε την φυσική
Ο Αϊνστάιν, πήρε το διδακτορικό του στη φυσική το 1905, ένα έτος που είναι ευρέως γνωστό στους επιστημονικούς κύκλους με την λατινική έκφραση ‘annus mirabilis’ που σημαίνει "έτος των θαυμάτων". Εκείνη την χρονιά, δημοσίευσε τέσσερις (4) πρωτοποριακές εργασίες μεγάλης σημασίας στην Φυσική.
Η πρώτη βασιζόταν σε μια νέα -τότε- ιδέα ότι το φως θα μπορούσε να αποτελείται από διακριτά σωματίδια που ονομάζονται φωτόνια. Αυτή η θεωρία του Αϊνστάιν περιγράφει το φωτοηλεκτρικό φαινόμενο, την έννοια στην πρακτικά βασίζεται η σημερινή ηλιακή ενέργεια.
Με τη δεύτερη δημοσίευσή του εξήγησε την κίνηση Brown (Brownian motion), στην οποία ένα μικρό κομμάτι σκόνης φαίνεται ότι κινείται τυχαία στην επιφάνεια του νερού, επισημαίνοντας ότι το νερό αποτελείται από μικροσκοπικά δονημένα μόρια που “κλωτσούν” ουσιαστικά την σκόνη.
Οι τελευταίες δυο εργασίες περιγράφουν την θεωρία του για την ειδική σχετικότητα, η οποία δείχνει πως οι παρατηρητές που κινούνται με διαφορετικές ταχύτητες θα διαφωνούσαν για πολλές μετρήσεις, αλλά θα συμφωνούσαν για την ταχύτητα του φωτός, η οποία είναι σταθερή.
Αυτές οι δύο εργασίες εισήγαγαν επίσης, την περίφημη εξίσωση του: $$ E=mc^2 $$ η οποία δείχνει την ισοδυναμία μεταξύ μάζας και ενέργειας. Αυτό το εύρημα, είναι ίσως η πιο διάσημη πτυχή του έργου του Αϊνστάιν. Δείτε μια διαφορετική απόδειξη-εξήγηση της εξίσωσης του Αϊνστάιν:
Το 1915, ο Αϊνστάιν δημοσίευσε τέσσερις νέες εργασίες που περιγράφουν την θεωρία του για την γενική σχετικότητα. Με αυτήν την νέα θεωρία ο μεγάλος φυσικός ουστιαστικά επικαιροποίησε τους νόμους βαρύτητας του Νεύτωνα (Isaac Newton), εξηγώντας ότι η δύναμη της βαρύτητας προκύπτει από στρεβλώσεις στον χωροχρόνο που προκαλούνται από τεράστια αντικείμενα. Η νεά θεωρία έλαβε τεράστια ώθηση το 1919, όταν ο Βρετανός αστρονόμος Άρθουρ Έντινγκτον (Arthur Eddington), παρατήρησε αστέρια στην άκρη του ήλιου κατά την διάρκεια μιας ηλιακής έκλειψης και κατάφερε να δείξει ότι το φως τους ήταν... λυγισμένο από το "βαρυτικό πηγάδι" του Ήλιου, προκαλώντας μετατοπίσεις στις αντιληπτές θέσεις τους. Δείτε ένα επεξηγηματικό βίντεο:
Ο Αϊνστάιν, χώρισε με την Μίλεβα το 1919 και παντρεύτηκε πολύ σύντομα την Elsa Lowenthal.
Το 1921, κέρδισε το βραβείο Νόμπελ στην Φυσική για το έργο του στο φωτοηλεκτρικό φαινόμενο, αν και τα μέλη της επιτροπής εκθείασαν επίσης τις υπηρεσίες του στην θεωρητική φυσική, όταν παρουσίασαν το βραβείο τους. Η απόφαση να δοθεί το βραβείο στον Αϊνστάιν, εκείνη την εποχή, ήταν αμφιλεγόμενη, γιατί ο λαμπρός φυσικός ήταν Εβραίος και ειρηνιστής. Ο αντισημιτισμός ήταν σε έξαρση και η σχετικότητα δεν θεωρούνταν αποδεδειγμένη θεωρία.
H φυγή από τη ναζιστική Γερμανία και η διαμάχη με τον Μπορ
Ο Αϊνστάιν ήταν πια καθηγητής στο πανεπιστήμιο του Βερολίνου, αλλά έφυγε από την Γερμανία το 1933 με την άνοδο του Χίτλερ στην εξουσία. Παραιτήθηκε μάλιστα από την Γερμανική ιθαγένεια του και μετακόμισε στις Ηνωμένες Πολιτείες, για να γίνει καθηγητής θεωρητικής φυσικής στο περίφημο Princeton (Πρίνστον), ενώ έγινε Αμερικανός πολίτης το 1940.
Εκείνη την εποχή, άλλοι ερευνητές δημιουργούσαν μια επανάσταση, αναδιατυπώνοντας τους κανόνες των μικρότερων γνωστών οντοτήτων που υπάρχουν. Οι νόμοι της κβαντικής μηχανικής, είχαν διατυπωθεί από μια ομάδα με επικεφαλής τον Δανό φυσικό Νιλς Μπορ (Niels Bohr) αλλά ο Αϊνστάιν είχε αρκετούς δισταγμούς με αποτέλεσμα να συγκρουστεί με τον Δανό. Ο Μπορ και η ομάδα του πρότειναν ότι τα κβαντικά σωματίδια συμπεριφέρονται σύμφωνα με πιθανοτικούς νόμους. Αυτό για τον Αϊνστάιν ήταν απαράδεκτο, και συνόψισε τη διαφωνία με τη διάσημη φράση: “Ο θεός δεν παίζει ζάρια με το σύμπαν”. Όμως, οι απόψεις του Bohr ήταν τελικά εκείνες που επικράτησαν σε ένα μεγάλο μέρος της σύγχρονης σκέψης για την κβαντική μηχανική.
Τα ύστερα χρόνια του Αϊνστάιν και η κληρονομιά
Αφού αποσύρθηκε από την ενεργό δράση το 1945, ο Αϊνστάιν πέρασε τα περισσότερα από τα μετέπειτα χρόνια του δουλεύοντας πάνω σε μια μέθοδο για να ενώσει την βαρύτητα με τον ηλεκτρομαγνητισμό σε αυτό που είναι γνωστό σήμερα ως μια ενοποιημένη θεωρία πεδίου. Η προσπάθεια έμεινε όμως ημιτελής, καθώς απεβίωσε από μια αιμορραγία ενός αγγείου στην καρδιά του, στις 18 Απριλίου του 1955.
Το σώμα του αποτεφρώθηκε και οι στάχτες του σκορπίστηκαν σε μια άγνωστη τοποθεσία, σύμφωνα με το Αμερικανικό Μουσείο Φυσικής Ιστορίας. Πριν από αυτό όμως, ένας εξουσιοδοτημένος γιατρός έκανε κρανιοτομή και αφαίρεσε τον εγκέφαλο του Αϊνστάιν.
Αυτός ο εγκέφαλος αποτέλεσε αντικείμενο πολλών μελετών, με κάποιες να υποστηρίζουν ότι είχε επιπλέον πτυχές στην «γκρίζα ύλη», εκεί όπου πηγάζει η συνειδητή σκέψη. Συγκεκριμένα, υπήρχαν περισσότερες πτυχές στους μετωπικούς λοβούς, οι οποίοι συνδέονταν με την αφηρημένη σκέψη και τον προγραμματισμό. Ωστόσο, η εξαγωγή συμπερασμάτων με πληροφορίες από ένα και μόνο δείγμα δεν είναι ασφαλής, σύμφωνα με τον Έρικ Τσάντλερ, νευροεπιστήμονα στο πανεπιστήμιο της Ουάσινγκτον.
Εκτός από την μεγάλη κληρονομιά του στην σχετικότητα και την κβαντική μηχανική, ο Αϊνστάιν έκανε κι άλλες λιγότερο γνωστές έρευνες, όπως σε μια μέθοδο ψύξης η οποία δεν απαιτούσε κινητήρες, κινούμενα μέρη ή ψυκτικό.
Ήταν, επίσης, ένας ακούραστος θιασώτης της ειρήνης, και βοήθησε στην ίδρυση του ‘Δελτίου των Ατομικών Επιστημόνων’ (Bulleting of the Atomic Scientists), ενός οργανισμού αφιερωμένου στο να προειδοποιεί το κοινό για τους κινδύνους των πυρηνικών όπλων.
Οι θεωρίες του Αϊνστάιν, για την σχετικότητα, έχουν μέχρι στιγμής επιβεβαιωθεί θεαματικά ως προγνωστικά μοντέλα. Οι αστρονόμοι βρήκαν ότι, όπως προέβλεπε ο θρυλικός φυσικός, το φως των μακρινών αντικειμένων κάμπτεται από τεράστιες μάζες σε πιο κοντινές αποστάσεις ένα φαινόμενο που είναι γνωστό ως gravitational lensing, και το οποίο βοήθησε στην κατανόηση της εξέλιξης του σύμπαντος.
Το 2016, το LIGO (Laser Interferometer Gravitational-Wave observatory - παρατηρητήριο βαρυτικών κυμάτων λέιζερ), ανακοίνωσε επίσης την πρώτη άμεση ανίχνευση βαρυτικών κυμάτων, που δημιουργούνται όταν τεράστια αστέρια νετρονίων και μαύρες τρύπες συγχωνεύονται δημιουργώντας κυματισμούς στον ιστό του χωροχρόνου.
Δείτε βίντεο με τον ίδιο τον Αϊνστάιν να μιλά για τη θεωρία της σχετικότητας:
Πηγή άρθρου: Livescience.com