Portræt af Albert Einstein omkring 1939.
(Billede: © MPI / Getty Images)
Albert Einstein citeres ofte som en af de mest indflydelsesrige forskere i det 20. århundrede. Hans arbejde hjælper fortsat astronomer med at studere alt fra tyngdekraftsbølger til Mercurius bane.
Forskerens ligning, der hjalp med at forklare særlig relativitet - E = mc ^ 2 - er berømt selv blandt dem, der ikke forstår dens underliggende fysik. Einstein er også kendt for sin teori om generel relativitet (en forklaring af tyngdekraften) og den fotoelektriske effekt (som forklarer elektronernes opførsel under visse omstændigheder); hans arbejde med sidstnævnte fik ham en Nobelpris i fysik i 1921.
Einstein forsøgte også forgæves at forene alle kræfter i universet i en enkelt teori eller en teori om alt, som han stadig arbejdede på på det tidspunkt, hvor han døde.
Tidlige år
Einstein blev født den 14. marts 1879 i Ulm, Tyskland, en by, der i dag har en befolkning på kun mere end 120.000. Der er en lille mindeplads, hvor hans hus plejede at stå (det blev ødelagt under 2. verdenskrig). Familien flyttede til München kort efter hans fødsel og senere til Italien, da hans far havde problemer med at drive sin egen virksomhed. Einsteins far, Hermann, drev en elektrokemisk fabrik, og hans mor Pauline tog sig af Albert og hans yngre søster, Maria.
Einstein ville skrive i sine erindringer, at to "vidundere" dybt påvirkede hans tidlige år, ifølge Hans-Josef Küpper, en Albert Einstein-lærd. Unge Einstein stødte på sin første undring - et kompas - i en alder af 5: Han blev mystificeret det usynlige kræfter kunne aflede nålen. Dette ville føre til en livslang fascination af usete kræfter. Det andet vidunder kom i 12-årsalderen, da han opdagede en bog om geometri, som han tilbad, og kaldte det hans "hellige geometri-bog."
I modsætning til hvad man tror, unge Albert var en god studerende. Han udmærkede sig i fysik og matematik, men var en mere "moderat" elev i andre fag, skrev Küpper på sin hjemmeside. Einstein gjorde imidlertid oprør mod den autoritære holdning fra nogle af hans lærere og droppede ud af skolen klokken 16. Han tog senere en indgangsprøve til den schweiziske føderalt polytekniske skole i Zürich, og selvom hans præstationer i fysik og matematik var fremragende, var hans karakterer i andre områder var subpar, og han bestod ikke eksamen. Den håbende fysiker tog yderligere kurser for at lukke kløften i sin viden og blev optaget på schweizisk polyteknisk i 1896 og modtog i 1901 sit eksamensbevis for at undervise i fysik og matematik.
Einstein kunne imidlertid ikke finde en lærerstilling og begyndte at arbejde i et Bern-patentkontor i 1901 ifølge hans Nobelpris-biografi. Det var der, hvor han mellem analysering af patentansøgninger udviklede sit arbejde inden for særlig relativitet og andre fysiske områder, der senere gjorde ham berømt.
Einstein giftede sig med Mileva Maric, en mangeårig kærlighed fra hans fra Zürich, i 1903. Deres børn, Hans Albert og Eduard, blev født i 1904 og 1910. (Skæbnen for et barn født til dem i 1902 før deres ægteskab, Lieserl, er ukendt .) Einstein skiltes fra Maric i 1919 og giftede sig hurtigt efter Elsa Löwenthal. Löwenthal døde i 1933.
Karriere højdepunkter
Einsteins karriere sendte ham til flere lande. Han fik sin doktorgrad fra Zürich Universitet i 1905 og tiltrådte derefter professorstillinger i Zürich (1909), Prag (1911) og Zürich igen (1912). Derefter flyttede han til Berlin for at blive direktør for Kaiser Wilhelm Physical Institute og professor ved Berlin-universitetet (1914). Han blev også tysk statsborger.
EN større validering af Einsteins arbejde kom i 1919, da Sir Arthur Eddington, sekretær for Royal Astronomical Society, førte en ekspedition til Afrika, der målte stjernernes position under en total solformørkelse. Gruppen fandt, at stjernernes position blev forskudt på grund af bøjning af lys omkring solen. (I 2008 dramatiserede en BBC / HBO-produktion historien i "Einstein og Eddington.")
Einstein forblev i Tyskland indtil 1933, da diktator Adolf Hitler steg til magten. Fysikeren fraskrev sig derefter sit tyske statsborgerskab og flyttede til USA for at blive professor i teoretisk fysik ved Princeton. Han blev amerikansk statsborger i 1940 og trak sig tilbage i 1945.
Einstein forblev aktiv i fysikfællesskabet gennem sine senere år. I 1939 berømte han berømt skrev et brev til præsident Franklin D. Roosevelt advarer om, at uran kunne bruges til en atombombe.
Sent i Einsteins liv engagerede han sig i en række private debatter med fysiker Niels Bohr om gyldighed af kvante teori. Bohrs teorier holdt dagen, og Einstein integrerede senere kvanteteori i sine egne beregninger.
Einsteins hjerne
Einstein døde af en aortaaneurisme den 18. april 1955. Et blodkar brast i nærheden af hans hjerte ifølge American Museum of Natural History (AMNH). Da han blev spurgt, om han ville have kirurgi, nægtede Einstein. ”Jeg vil gå, når jeg vil,” sagde han. "Det er usmageligt at forlænge livet kunstigt. Jeg har gjort min del; det er tid til at gå. Jeg vil gøre det elegant."
Einsteins krop - det meste af det alligevel - blev kremeret; hans aske blev spredt i et ikke afsløret sted, ifølge AMNH. Imidlertid havde en læge ved Princeton Hospital, Thomas Harvey, udført en obduktion, tilsyneladende uden tilladelse, og fjernet Einsteins hjerne og øjenkugler, ifølge Matt Blitz, som skrev om Einsteins hjerne i en kolonne fra 2015 for I dag fandt jeg ud.
Harvey skurede hundreder af tynde sektioner af hjernevæv for at placere dem på mikroskopbilleder og knækkede 14 fotos af hjernen fra flere vinkler. Han tog med sig hjernevæv, lysbilleder og billeder, da han flyttede til Wichita, Kansas, hvor han var læge i et biologisk testlaboratorium. [Billedgalleri: Einsteins hjerne]
I løbet af de næste 30 år sendte Harvey et par lysbilleder til andre forskere, der anmodede om dem, men holdt resten af hjernen i to glasskruer, undertiden i en ciderkasse under en ølkøler. Historien om Einsteins hjerne blev stort set glemt indtil 1985, hvor Harvey og hans kolleger offentliggjorde deres undersøgelsesresultater i tidsskriftet Eksperimentel neurologi..
Harvey mislykkedes en kompetenceundersøgelse i 1988, og hans medicinske licens blev tilbagekaldt, skrev Blitz. Harvey donerede til sidst hjernen til Princeton Hospital, hvor hjernens rejse var begyndt. Harvey døde i 2007.Stykker af Einsteins hjerne er nu på Mütter Museum i Philadelphia.
Hvad undersøgelserne fandt
Harveys forfatterforfattere fra 1985 rapporterede, at Einsteins hjerne havde et større antal gliaceller (dem, der understøtter og isolerer nervesystemet) pr. Neuroner (nerveceller) end andre hjerner, de undersøgte. De konkluderede, at det kunne indikere, at neuronerne havde et højere metabolisk behov - med andre ord, Einsteins hjerneceller havde brug for og brugte mere energi, hvilket kunne have været grunden til, at han havde så avancerede tænkeevner og konceptuelle færdigheder.
Andre forskere har dog påpeget et par problemer med denne undersøgelse, ifølge Eric H. Chudler, en neurovidenskabsmand ved University of Washington. Først var de andre hjerner, der blev brugt i undersøgelsen, for eksempel alle yngre end Einsteins hjerne. For det andet havde den "eksperimentelle gruppe" kun ét emne - Einstein. Yderligere undersøgelser er nødvendige for at se, om disse anatomiske forskelle findes hos andre mennesker. Og for det tredje blev kun en lille del af Einsteins hjerne undersøgt.
En anden undersøgelse, der blev offentliggjort i 1996 i tidsskriftet Neurovidenskabelige breve, fandt, at Einsteins hjerne vejede kun 1.230 gram, hvilket er mindre end den gennemsnitlige voksne mandlige hjerne (ca. 1.400 g). Videnskabsmandens hjernebark var også tyndere end for fem kontrolhjerner, men tætheden af neuroner var højere.
En undersøgelse offentliggjort i 2012 i tidsskriftet Brain afslørede, at Einsteins hjerne havde ekstra foldning i det grå stof, stedet for bevidst tænkning. Især havde de frontale lober, regioner bundet til abstrakt tanke og planlægning, usædvanligt detaljeret foldning.
Einsteins videnskabelige arv
Einsteins arv i fysik er betydelig. Her er nogle af de vigtigste videnskabelige principper, han banebrydede:
Special relativitetsteori: Einstein viste, at fysiske love er identiske for alle observatører, så længe de ikke er under acceleration. Dog lysets hastighed i et vakuum er altid det samme, uanset hvilken hastighed observatøren rejser. Dette arbejde førte til hans erkendelse af, at rum og tid hænger sammen med det, vi nu kalder rum-tid. Så en begivenhed, der ses af en observatør, kan også ses på et andet tidspunkt af en anden observatør.
Teorien om generel relativitet: Dette var en omformulering af tyngdeloven. I 1600'erne Newton formulerede tre bevægelseslove, blandt dem der skitserede, hvordan tyngdekraften fungerer mellem to kroppe. Kraften mellem dem afhænger af, hvor massiv hver genstand er, og hvor langt fra hinanden objekterne er. Einstein bestemte, at når man tænker på rumtid, forårsager et massivt objekt en forvrængning i rumtiden (som at lægge en tung bold på en trampolin). Tyngdekraften udøves, når andre genstande falder i "brønden" skabt af forvrængningen i rummet som en marmor, der ruller mod den store kugle. Generel relativitet bestod en nylig større test i 2019 i et eksperiment involverer et supermassivt sort hul i midten af Mælkevejen.
Fotoelektrisk effekt: Einsteins arbejde i 1905 foreslog, at lys skulle tænkes som en strøm af partikler (fotoner) i stedet for kun en enkelt bølge, som man ofte troede på det tidspunkt. Hans arbejde hjalp med at dechifere nysgerrige resultater, som forskere tidligere ikke var i stand til at forklare.
Samlet feltteori: Einstein tilbragte meget af sine senere år på at forsøge at flette felterne elektromagnetisme og tyngdekraft. Han var ikke succesrig, men har måske været foran sin tid. Andre fysikere arbejder stadig med dette problem.
Einsteins arv efter astronomi
Der er mange anvendelser af Einsteins arbejde, men her er nogle af de mest bemærkelsesværdige inden for astronomi:
Tyngdekraftsbølger: I 2016 opdagede Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory (LIGO) rum-tid krusninger - ellers kendt som gravitationsbølger - det skete efter, at sorte huller kolliderede omkring 1,4 milliarder lysår fra Jorden. LIGO foretog også en første detektion af tyngdekraftsbølger i 2015, et århundrede efter, at Einstein forudsagde, at disse krusninger eksisterede. Bølgerne er en facet af Einsteins teori om generel relativitet.
Kvikksølvs bane: Kviksølv er en lille planet, der kredser tæt på en meget massiv genstand i forhold til dens størrelse - solen. Dens kredsløb kunne ikke forstås, før den generelle relativitet viste, at rumtidens krumning påvirker Mercurius bevægelser og ændrer dens bane. Der er en lille chance for, at i løbet af milliarder af år kan Merkur blive kastet ud af vores solsystem på grund af disse ændringer (med en endnu mindre chance for, at det kan kollidere med Jorden).
Gravitationslinse: Dette er et fænomen, hvormed en massiv genstand (som en galakse-klynge eller et sort hul) bøjer lys omkring det. Astronomer, der ser på dette område gennem et teleskop, kan derefter se objekter direkte bag den massive genstand på grund af lyset, der er bøjet. Et berømt eksempel på dette er Einsteins Kors, en kvasar i stjernebillede Pegasus: En galakse, der er cirka 400 millioner lysår væk, bøjer kvasars lys, så den vises fire gange rundt om galaksen.
Sorte huller: I april 2019 viste Event Horizon-teleskopet den første nogensinde billeder af et sort hul. Billederne bekræftede igen adskillige facetter af generel relativitet, inklusive ikke kun at sorte huller findes, men også at de har en cirkulær begivenhedshorisont - et punkt, hvor intet kan undslippe, ikke engang lys.
Yderligere ressourcer:
- Find svar på ofte stillede spørgsmål om Albert Einstein på Nobelpris-webstedet.
- Blad gennem digitaliserede versioner af Einsteins udgivne og upublicerede manuskripter hos Einstein Archives Online.
- Lære om Einstein-mindesmærket ved National Academy of Sciences-bygningen i Washington, D.C.
