Binyılın sonunda, Fizik Dünyası dergisi, dünyanın önde gelen 100 fizikçisine tüm zamanların en büyük 10 bilim adamı olduğunu düşündükleri bir anket yaptı. Albert Einstein, şimdiye kadar yaşamış en ünlü bilim adamı olmanın ötesinde, deha ve sonsuz yaratıcılık ile eşanlamlı bir ev adıdır.
Özel ve Genel Göreliliği keşfeden Einstein, zaman, mekan ve evren anlayışımızda devrim yarattı. Bu keşif, kuantum mekaniğinin gelişmesiyle birlikte, Newtoncu Fizik dönemini etkili bir şekilde sona erdirdi ve modern çağa yol açtı. Önceki iki yüzyıl evrensel yerçekimi ve sabit referans çerçeveleri ile karakterize edilirken, Einstein belirsizlik, kara delikler ve “uzaktan korkunç eylem” çağında işe yardımcı oldu.
Erken dönem:
Albert Einstein, 14 Mart 1879'da Ulm şehrinde, daha sonra Wurttenmberg Krallığı'nın (şu anda Federal Alman eyaleti Baden-Württemberg eyaleti) bir parçası olarak doğdu. Ailesi Hermann Einstein (bir satıcı ve mühendis) ve Almanya ve Orta Avrupa'da yaşayan Yidce konuşan Yahudilerin geniş bir topluluğu olan gözlemci olmayan Ashkenazi Yahudileri olan Pauline Koch'du.
1880'de, sadece altı haftalıkken, Einstein’ın ailesi, babasının ve amcasının kurulduğu Münih'e taşındı. Elektrotechnische Fabrik J.Einstein & Cie (doğru akıma dayalı elektrikli ekipman üreten bir şirket). 1894'te babasının şirketi başarısız oldu ve Einstein eğitimini tamamlamak için Münih'te kalırken aile İtalya'ya taşındı.
Eğitim:
1884'te Albert Einstein, 1887'ye kadar kaldığı bir Katolik ilkokuluna gitti. O zamanlar, ilk ve ortaokul eğitimini aldığı Luitpold Gymnasium'a transfer oldu. Babası, Einstein'ın ayak izlerini takip etmesini ve elektrik mühendisliğine girmesini umuyordu, ancak Einstein okulun öğretim yöntemlerinde zorluk çekti ve kendi kendine öğrenmeyi yönlendirmeyi tercih etti.
İtalya 1894'teki ailesini ziyareti sırasında Einstein ilk bilimsel yayını olan “Manyetik Alandaki Eter Durumunun İncelenmesi” başlıklı kısa bir makale yazdı. 1895'te Einstein, şu anda Eidgenössische Technische Hochschule Zürich (ETH Zürih) olarak bilinen Zürih'teki İsviçre Federal Politeknik sınavına girdi.
Tüm şartları karşılayamasa da, fizik ve matematikte olağanüstü notlar aldı. Zürih Politeknik müdürünün tavsiyesi üzerine, orta öğrenimini bitirmek için İsviçre'nin Aarau kentindeki Argovian kanton okuluna gitti. Bunu bir profesörün ailesiyle birlikte kalırken 1895-96 arasında yaptı.
Eylül 1896'da, fizik ve matematiksel konulardaki en iyi notlar da dahil olmak üzere çoğunlukla iyi notlarla İsviçre çıkış sınavını geçti. Sadece 17 olmasına rağmen, Zürih Politeknik'te dört yıllık matematik ve fizik öğretmenliği diploma programına katıldı. Orada ilk ve gelecekteki eşi Sırp vatandaşı Mileva Mariç ile tanıştı ve matematik ve fizik bölümündeki altı öğrenci arasında tek kadındı.
İkisi 1904'te evlenecek ve iki oğlu olacaktı, ancak beş yıl ayrı yaşadıktan sonra 1919'a kadar boşandı. Daha sonra Einstein, bu kez 1939'da ölümüne kadar evli kaldığı kuzeni Elsa Löwenthal'e yeniden evlendi. Einstein, bu süre zarfında en büyük bilimsel başarılarını yapmaya devam etti.
Bilimsel başarılar:
1900 yılında Einstein'a Zürih Politeknik öğretim diploması verildi. Mezun olduktan sonra bir öğretmenlik görevini aramak için yaklaşık iki yıl geçirdi ve İsviçre vatandaşlığını kazandı. Sonunda ve arkadaşı ve meslektaşı Marcel Grossmann’ın babasının yardımıyla Einsten, Bern'deki Fikri Mülkiyet Federal Ofisinde bir iş buldu. 1903'te pozisyonu kalıcı hale geldi.
Einstein’ın patent bürosundaki çalışmalarının çoğu, elektrik sinyallerinin iletimi ve zamanın elektrik-mekanik senkronizasyonu ile ilgili sorularla ilgiliydi. Bu teknik sorunlar, Einstein’ın düşünce deneylerinde tekrar tekrar ortaya çıkacak ve sonunda onu ışığın doğası ve uzay ve zaman arasındaki temel bağlantı hakkındaki radikal sonuçlarına götürecektir.
1900 yılında “Diğerlerini göster Capillaritätserscheinungen”(“ Kılcallık Olaylarından Sonuçlar ”). Newton’un evrensel yerçekimi teorisinden yola çıkarak, bu makalede, tüm moleküller arasındaki etkileşimlerin, ters kare yerçekimi kuvvetine benzer şekilde, evrensel bir mesafe fonksiyonu olduğu teorisini önerdi. Bunun daha sonra yanlış olduğu kanıtlanacaktır, ancak makalenin prestijli olarak yayınlanmasıAnnalen der Physik (Fizik Dergisi) akademik dünyadan dikkat çekti.
30 Nisan 1905'te Einstein tezini üniversitenin Deneysel Fizik Profesörü Profesör Alfred Kleiner'ın gözetiminde tamamladı. “Moleküler Boyutların Yeni Bir Tespiti” başlıklı tezi, Zürih Üniversitesi ile doktora yaptı.
Aynı yıl, yaratıcı entelektüel enerjinin patlamasında - “Annus mirabilis” (mucize yıl) - Einstein ayrıca, fotoelektrik etki, Brown hareketi, özel görelilik ve kütle ve enerjinin eşdeğeri üzerine, onu uluslararası bilim camiasının farkına getirecek dört çığır açan makale yayınladı.
1908'de Bern Üniversitesi'nde öğretim görevlisi olarak atandı. Ertesi yıl, Zürih Üniversitesi'nde elektrodinamik ve görelilik ilkesi üzerine bir konferans verdikten sonra Alfred Kleiner, teorik fizikte yeni oluşturulan bir profesörlük için fakülteye önerdi. Einstein 1909'da doçent oldu.
Nisan 1911'de Einstein, o zaman Avusturya-Macaristan İmparatorluğu'nun bir parçası olan Praque'deki Charles-Ferdinand Üniversitesi'nde tam bir profesör oldu. Prag'da geçirdiği süre boyunca, 5'i radyasyon matematiği ve katıların kuantum teorisi üzerine olmak üzere 11 bilimsel eser yazdı.
Temmuz 1912'de, 1914'e kadar analitik mekaniği ve termodinamiği öğrettiği İsviçre'ye ve ETH Zürih'e döndü. ETH Zürih'teki zamanında, sürekli ortam mekaniği ve moleküler ısı teorisi ve yerçekimi problemi üzerine çalıştı. 1914'te Almanya'ya döndü ve Kaiser Wilhelm Fizik Enstitüsü (1914-1932) müdürü ve Berlin Humboldt Üniversitesi'nde profesör olarak atandı.
Kısa süre sonra Prusya Bilimler Akademisi'ne üye oldu ve 1916'dan 1918'e kadar Alman Fizik Derneği'nin başkanlığını yaptı. 1920'de Hollanda Kraliyet Sanat ve Bilim Akademisi'nin Yabancı Üyesi oldu ve 1921'de Kraliyet Cemiyeti'nin (ForMemRS) Yabancı Üyesi seçildi.
Mülteci Durumu:
1933'te Einstein ABD'yi üçüncü kez ziyaret etti. Ancak daha önce yapılan konferans serileri ve turlar yaptığı ziyaretlerden farklı olarak, Adolf Hitler yönetimindeki Nazizmin yükselişi nedeniyle Almanya'ya geri dönemeyeceğini biliyordu. Üçüncü iki ayını Amerikan üniversitelerinde profesörlük yaptıktan sonra, eşi ve eşi Elsa 1933 yılının Mart ayında Anvers, Belçika'ya gitti.
Vardıklarında, kır evlerinin Naziler tarafından basıldığını ve kişisel yelkenlerine el konulduğunu öğrendiklerinde, Einstein Alman vatandaşlığından vazgeçti. Bir ay sonra Einstein’ın eserleri Nazi'nin kitap yakmasıyla hedeflenenler arasındaydı ve kafasında 5000 dolarlık bir ödül ile "Alman rejiminin düşmanları" listesine alındı.
Bu dönemde Einstein, çoğu bilim adamı olan Belçika'daki büyük bir Alman ve Yahudi eski vatansever topluluğunun bir parçası oldu. İlk birkaç ay boyunca Belçika'nın De Haan şehrinde yaşadığı ve çalıştığı bir ev kiraladı. Kendisini ayrıca Yahudi bilim adamlarına Nazilerin elinde zulüm ve cinayetten kaçmalarında yardımcı olmaya adadı.
Temmuz 1933'te arkadaşı ve deniz subayı Komutanı Oliver Locker-Lampson'ın kişisel davetiyle İngiltere'ye gitti. Oradayken, Milletvekili Winston Churchill ve eski Başbakan Lloyd George ile bir araya geldi ve Yahudi bilim adamlarını Almanya'dan çıkarmalarına yardım etmelerini istedi. Bir tarihçiye göre Churchill, Yahudi bilim adamlarını aramak ve onları İngiliz üniversitelerine yerleştirmek için fizikçi Frederick Lindemann'ı Almanya'ya gönderdi.
Einstein daha sonra Nazilerden kaçan Yahudi vatandaşları yeniden yerleştirmek için yardım istemek üzere Türkiye Başbakanı İsmet İnönü de dahil olmak üzere diğer ulusların liderleriyle temasa geçti. Eylül 1933'te işsiz Alman-Yahudi bilim adamlarının yerleştirilmesini talep ederek Inönü'ye yazdı. Einstein’ın mektubunun bir sonucu olarak, Türkiye’ye gelen Yahudi davetliler sonunda 1000’den fazla kişiye ulaştı.
Locker-Lamspon İngiltere parlamentosunu vatandaşlığını Einstein'a uzatmaya çağırsa da, çabaları başarısız oldu ve Einstein New Jersey'deki Princeton İleri Araştırma Enstitüsü'nün yerleşik bir akademisyen olması için daha önceki bir teklifi kabul etti. Ekim 1933'te Einstein ABD'ye geldi ve göreve başladı.
O zaman, çoğu Amerikan üniversitesinin kayıt yaptırabilecek veya öğretebilecek Yahudi sayısını sınırlandıran kotalar nedeniyle Yahudi fakülte veya öğrencileri çok azdı veya hiç yoktu. Bunların süresi 1940'a kadar sürecekti, ancak Amerikalı-Yahudi bilim adamlarının akademik yaşama tam olarak katılmaları ve üniversite eğitimi almaları için bir engel olarak kaldı.
1935 yılında Einstein, 1940 yılında aldığı ABD'de daimi vatandaşlık başvurusunda bulundu. 1955'te ölümüne kadar ABD'de kalacak ve İleri Araştırmalar Enstitüsü ile ilişkisini sürdürecekti. Bu süre zarfında Einstein, birleşik alan teorisi ve kuantum fiziğinin kabul görmüş yorumunu çürütmek, başarısız.
Manhattan Projesi:
II. Dünya Savaşı sırasında, Einstein atom bombasının geliştirilmesi Manhattan Projesi'nin yaratılmasında önemli bir rol oynadı. Bu proje, Einstein'a 1939'da Macar fizikçi Leó Szilárd liderliğindeki bir grup bilim adamı tarafından yaklaşıldıktan sonra başladı. Nazi nükleer silah programı hakkındaki uyarılarını duyduktan sonra, o zamanki Başkan Roosevelt'e bir mektup yazdı ve onu aşırı tehlike hakkında uyardı. Nazi elinde böyle bir silah var.
Silah geliştirmek için nükleer fiziği kullanma fikrini hiç düşünmemiş bir pasifist olmasına rağmen, Einstein böyle bir silaha sahip olan Naziler hakkında endişeliydi. Bu nedenle, o ve Szilárd, Edward Teller ve Eugene Wigner gibi diğer mültecilerle birlikte, “Amerikalıları Alman bilim adamlarının atom bombası yapma yarışını kazanmaları olasılığına karşı uyarmak ve Hitler'in böyle bir silaha başvurmaktan daha fazlasını isteyin. ”
Tarihçiler Sarah J. Diehl ve James Clay Moltz'a göre, mektup “ABD'nin II.Dünya Savaşı'na girme arifesinde ABD'nin nükleer silahlarla ilgili ciddi soruşturmaları benimsemesi için tartışmalı bir anahtar oldu”. Mektuba ek olarak Einstein, Belçika Kraliyet Ailesi ve Belçika kraliçesi annesiyle olan bağlantılarını, tehlikeyi kişisel olarak görüşmek üzere Roosevelt ile bir araya geldiği Beyaz Saray'ın Oval Ofisi'ne kişisel bir elçiyle erişmek için kullandı.
Einstein’ın mektubu ve Roosevelt ile yaptığı toplantılar sonucunda ABD Manhattan Projesi'ni başlattı ve atom bombasını araştırmak, inşa etmek ve test etmek için gerekli tüm kaynakları seferber etti. 1945'te, silah yarışının bu yönü, Müttefik Kuvvetler tarafından kazanıldı, çünkü Almanya hiçbir zaman kendi atomik silahını yaratmayı başaramamıştı.
Kapsamlı bir pasifist olan Einstein, daha sonra nükleer silahların geliştirilmesine olan ilgisinden derinden pişman olacaktı. 1954'te (ölümünden bir yıl önce) arkadaşı Linus Pauling'e söylediği gibi: “Hayatımda büyük bir hata yaptım - atom bombalarının yapılmasını öneren Başkan Roosevelt'e mektubu imzaladığımda; fakat bir gerekçe vardı - Almanların onları yapma tehlikesi. ”
Görecelilik teorisi:
Einstein yıllar içinde birçok önemli başarı elde etmesine ve Manhattan Projesi'nin kuruluşuna katkısı ile bilinmesine rağmen, en ünlü teorisi basit denklemle temsil edilen teoridir. E = mc² (nerede E enerjidir, m kitle ve c ışık hızıdır). Bu teori yüzyıllar boyu süren bilimsel düşünceyi ve ortodoksileri bozar.
Ama elbette, Einstein bu teoriyi bir boşlukta geliştirmedi ve onu ve zamanın ve uzayın gözlemciye göre olduğu sonucunu doğuran yol uzun ve dolambaçlıydı. Einstein’ın nihai görelilik hipotezi, büyük ölçüde Newton’un mekanik yasalarını elektromanyetizma yasalarıyla (Maxwell’in denklemleri ve Lorentz kuvvet yasası ile karakterize edildiği gibi) uzlaştırma çabasıydı.
Bir süredir, bilim adamları Newton fiziğine de yansıyan bu iki alan arasındaki tutarsızlıklarla boğuşuyorlardı. Isaac Newton mutlak bir mekan ve zaman fikrine abone olurken, Galileo’nun görelilik ilkesine de bağlıydı: “Birbirine göre sabit hız ve yönde hareket eden iki gözlemci tüm mekanik deneyler için aynı sonuçları elde edecektir.”
1905'ten itibaren Einstein seminal gazetesini yayınladığında “Hareketli Cisimlerin Elektrodinamiği Üzerine“Bilim adamları arasındaki çalışma birliği, hareketli bir ortamdan geçen ışığın ortam tarafından sürükleneceğine karar verdi. Bu da, ışığın ölçülen hızının, hızının basit bir toplamı olacağı anlamına geliyordu. vasıtasıyla orta artı hız nın-nin o ortam.
Bu teori aynı zamanda uzayın, ışığın evrende yayılması için gerekli olduğuna inanılan varsayımsal bir ortam olan “ışık saçan eter” ile doldurulduğunu da belirtti. Buna göre, bu eter hareketli madde tarafından sürüklenecek veya içinde taşınacaktır. Ancak bu fikir birliği, Einstein'ın zamanına kadar çözülmemiş olan çok sayıda teorik sorunla sonuçlandı.
Birincisi, bilim adamları mutlak bir hareket durumu bulamamışlardı; bu, görelilik hareket ilkesinin (yani yalnızca bağıl hareket gözlemlenebilir ve mutlak dinlenme standardı yoktur) geçerliydi. İkincisi, göksel cisimlerin yerleri hakkındaki görünür hareketinin gözlemcinin hızına bağlı olduğu bir fenomen olan “yıldızların abberasyonunun” ortaya çıkardığı bir sorun da vardı.
Ek olarak, sudaki ışık hızı (Fizeau deneyi) üzerinde yapılan testler, hareketli bir ortamdan geçen ışığın ortam tarafından sürükleneceğini, ancak beklendiği kadar olmayacağını gösterdi. Bu, etkenin kısmen veya tamamen madde tarafından taşınmasını öneren Fresnel’in kısmi eter sürükleme hipotezi ve Sir George Stokes'in deneyleri gibi diğer deneyleri destekledi.
Einstein’ın özel görelilik teorisi çığır açıcıydı, çünkü ışık hızının tüm atalet referans çerçevelerinde aynı olduğunu savundu ve işler ışık hızına yaklaştığında büyük değişikliklerin meydana geldiği fikrini ortaya koydu. Bunlar, gözlemci çerçevesinde ölçüldüğünde yavaşlayan ve hareket yönünde büzülen görünen hareketli bir cismin zaman-uzay çerçevesini içerir.
Einstein’ın Özel Görelilik Teorisi olarak bilinen gözlemleri, Maxwell’in elektrik ve manyetizma denklemlerini mekanik yasalarıyla uzlaştırdı, diğer bilim adamları tarafından kullanılan yabancı açıklamaları ortadan kaldırarak matematiksel hesaplamaları basitleştirdi ve bir eterin varlığını tamamen gereksiz kıldı. Ayrıca doğrudan gözlenen ışık hızıyla da uyumluydu ve gözlenen sapmaları hesaba kattı.
Doğal olarak, Einstein'ın teorisi bilim camiasının karışık tepkileriyle karşılaştı ve yıllarca tartışmalı kalacaktı. Tek denklemiyle, E = mc², Einstein ışığın nasıl yayıldığını anlamak için gerekli hesaplamaları büyük ölçüde basitleştirmişti. Ayrıca, aslında, mekan ve zamanın (madde ve enerjinin) aynı şeyin sadece farklı ifadeleri olduğunu öne sürdü.
1907 ve 1911 arasında, hala patent ofisinde çalışırken, Einstein yerçekimi alanlarına özel göreliliğin nasıl uygulanabileceğini düşünmeye başladı - Genel Görelilik Teorisi olarak bilinirdi. Bu, “Görelilik İlkesi ve Bundan Çıkarılan Sonuçlar Üzerine“, 1907'de yayınlanan ve özel görelilik kuralının ivme için nasıl uygulanabileceğini ele aldığı.
Kısacası, serbest düşüşün gerçekten eylemsiz bir hareket olduğunu savundu; ve gözlemci için özel görelilik kuralları uygulanmalıdır. Bu argüman, kütleçekimsel kütlenin ataletsel kütle ile aynı olduğunu belirten Eşdeğerlik İlkesi olarak da bilinir. Aynı makalede Einstein, yerçekimi kütlesinden değişen mesafelerde yer alan iki gözlemcinin iki olay arasındaki zaman miktarında bir fark algıladığı yerçekimi zaman genişlemesi fenomenini de öngördü.
1911'de Einstein “Yerçekiminin Işığın Yayılması Üzerindeki Etkisi Üzerine“1907 makalesinde genişledi. Bu makalede, yukarı doğru hızlanan bir saat içeren bir kutunun, zaman içinde değişmeyen bir yerçekimi alanında oturandan daha hızlı zaman geçireceğini tahmin etti. Saatlerin oranlarının yerçekimi alanındaki konumlarına bağlı olduğu ve oran farkının ilk yaklaşıma olan yerçekimi potansiyeli ile orantılı olduğu sonucuna varmıştır.
Aynı makalede, ışığın sapmasının ilgili vücudun kütlesine bağlı olacağını tahmin etti. Bu özellikle etkili oldu, çünkü ilk kez test edilebilir bir öneri sunmuştu. 1919'da Alman gökbilimci Erwin Finlay-Freundlich, dünyanın dört bir yanındaki bilim adamlarını Mayıs 1929'daki güneş tutulması sırasında ışık sapmasını ölçerek bu teoriyi test etmeye çağırdı.
Einstein’ın tahmini, gözlemleri kısa bir süre sonra açıklanacak olan Sir Arthur Eddington tarafından doğrulandı. 7 Kasım 1919'da Kere sonuçları “Bilimde Devrim - Evrenin Yeni Teorisi - Newtoncu Fikirler Devrildi” başlığı altında yayınladı. Genel Görelilik o zamandan beri modern astrofizikte önemli bir araç haline geldi. Kara deliklerin, yerçekimsel çekimin o kadar güçlü olduğu alanların, ışığın bile kaçamayacağı mevcut anlayışının temelini oluşturur.
Modern Kuantum Teorisi:
Einstein ayrıca kuantum mekaniği teorisinin ilerlemesine de yardımcı oldu. 1910'larda bu bilim, birçok farklı sistemi kapsayacak şekilde genişlemekteydi. Einstein bu gelişmelere, kuantranın teorisini ışığa ilerleterek katkıda bulundu ve bunu klasik mekanikle çelişen çeşitli termodinamik etkileri açıklamak için kullandı.
1905 gazetesinde, “Işığın Üretimi ve Dönüşümü Hakkında Sezgisel Bir Bakış Açısı“, Işığın kendisinin lokalize parçacıklardan (yani quanta) oluştuğunu ileri sürdü. Bu teori, Neils Bohr ve Max Planck dahil olmak üzere çağdaşları tarafından reddedilecekti, ancak 1919'da fotoelektrik etkiyi ölçen deneylerle kanıtlanacaktı.
1908 tarihli makalesinde bunu daha da genişletti, “Radyasyonun Oluşumu ve Özü Üzerine Görüşlerimizin Gelişimi“Max Planck’ın enerji miktarının iyi tanımlanmış bir anıya sahip olması ve bazı açılardan bağımsız, nokta benzeri parçacıklar gibi davranması gerektiğini gösterdi. foton kuantum mekaniğinde dalga-parçacık ikiliği (yani hem parçacık hem de dalga gibi davranan) fikrine ilham verdi.
1907 tarihli makalesinde, “Planck'ın Radyasyon Teorisi ve Özgül Isı Teorisi“Einstein, bir kafes yapısındaki her atomun, eşit aralıklı, nicelleştirilmiş durumlarda bulunan bağımsız bir harmonik osilatör olduğu bir madde modeli önerdi. Bu teoriyi önerdi, çünkü kuantum mekaniğinin klasik mekanikteki özgül ısı problemini çözebileceği özellikle açık bir gösteriydi.
1917'de Einstein, “Kuantum Radyasyon Teorisi Üzerine“Uyarılmış emisyon olasılığını, mikrodalga fırını mümkün kılan fiziksel işlemi ve lazeri önerdi. Bu makale, kuantum mekaniğinin daha sonraki gelişiminde çok etkili oldu, çünkü atomik geçiş istatistiklerinin basit yasalara sahip olduğunu gösteren ilk makale oldu.
Bu çalışma Erwin Schrödinger'in 1926 tarihli “Özdeğer Problemi Olarak Nicemleme“. Bu makalede, şimdi ünlü Schrödinger denklemini yayınladı ve burada bir kuantum sisteminin kuantum durumunun zamanla nasıl değiştiğini açıkladı. Bu makale yirminci yüzyılın en önemli başarılarından biri olarak evrensel olarak kutlandı ve kuantum mekaniğinin yanı sıra tüm fizik ve kimya alanlarında bir devrim yarattı.
İlginçtir ki, Einstein zamanla, bilimlerinde kaos ve rasgelelik hissine ilham verdiğini hissederek, yaratmaya yardımcı olduğu kuantum mekaniği teorisinden memnun olmazdı. Buna cevaben, ünlü sözünü verdi: “Tanrı zarda oynamıyor” ve kuantum fenomeni çalışmasına geri döndü.
Bu, Einstien ve ortakları Boris Podolisky ve Nathan Rosen için Einstein – Podolsky-Rosen paradoksunu (EPR paradoksu) önermesine yol açtı. 1935 tarihli “Fiziksel gerçekliğin kuantum-mekanik tanımı tamamlanmış sayılabilir mi?” Başlıklı makalelerinde, kuantum dolaştırmanın yerel gerçekçi gerçeklik görüşünü ihlal ettiğini iddia ettiler - Einstein buna “uzaktan ürkütücü eylem” olarak atıfta bulundu.
Bunu yaparken, kuantum mekaniğinin dalga fonksiyonunun, kuantum mekaniğinin yorumlanmasında önemli çıkarımları olacak önemli bir paradoks olan fiziksel gerçekliğin tam bir tanımını sağlamadığını iddia ettiler. EPR paradoksunun Einstein'ın ölümünden sonra yanlış olduğu kanıtlanmasına rağmen, yaratılmasına yardımcı olduğu bir alana katkıda bulundu, ancak daha sonra günlerinin sonuna kadar çürütmeye çalıştı.
Kozmolojik Sabit ve Kara Delikler:
1917'de Einstein, evrenin yapısını bir bütün olarak modellemek için Genel Görelilik Teorisi'ni uyguladı. Sonsuz ve değişmeyen bir evren fikrini tercih etmesine rağmen, bu görelilik hakkındaki teorileriyle tutarlı değildi, bu da evrenin ya genişleme ya da kasılma durumunda olduğunu öngörüyordu.
Bunu ele almak için Einstein, Kozmolojik Sabit (Lambda tarafından temsil edilen) olarak bilinen teoriye yeni bir kavram getirdi. Bunun amacı, yerçekiminin etkilerini düzeltmek ve tüm sistemin sonsuz, statik bir küre olarak kalmasını sağlamaktı. Ancak 1929'da Edwin Hubble evrenin genişlediğini doğruladı. Hubble ile Mount Wilson Gözlemevi'ni ziyaret ettikten sonra Einstein, kozmolojik sabiti resmen attı.
Bununla birlikte, konsept, Einstein tarafından daha önce keşfedilmemiş bir el yazmasının (“Kozmolojik Sorun Hakkında") keşfedildi. Bu makalede Einstein, evren genişledikçe sabitin yeni maddenin yaratılmasından sorumlu olduğu, böylece evrenin ortalama yoğunluğunun asla değişmemesini sağlayan modelin bir revizyonunu önerdi.
Bu, artık kullanılmayan Kararlı Durum kozmolojisi modeli (daha sonra 1949'da önerildi) ve günümüzün modern karanlık enerji anlayışı ile tutarlıdır. Özünde, Einstein'ın biyografilerinin çoğunda “en büyük gaf” olarak tanımladığı şey sonunda yeniden değerlendirilecek ve evrenin daha büyük bir gizeminin bir parçası olarak görülecektir - kozmolojik dengeyi koruyan görünmez kütle ve enerjinin varlığı.
1915'te Einstein, Genel Görelilik Teorisini yayınladıktan birkaç ay sonra, Alman fizikçi ve astronom Karl Schwarzschild, bir noktanın ve küresel kütlenin çekim alanını tanımlayan Einstein alan denklemlerine bir çözüm buldu. Şimdi Schwarzschild yarıçapı olarak adlandırılan bu çözüm, bir kürenin kütlesinin o kadar sıkıştırıldığı, yüzeyden kaçış hızının ışık hızına eşit olacağı bir noktayı açıklar.
Zamanla, diğer fizikçiler bağımsız olarak aynı sonuçlara vardılar. 1924'te İngiliz astrofizikçi Arthur Eddington, Einstein'ın teorisinin görünür yıldızlar için aşırı büyük yoğunlukları nasıl dışlamamıza izin verdiğini yorumladı ve “uzay-zaman metriğinin uzayın yıldızın etrafında kapanacağı kadar eğriliğini üreteceklerini ve dışarıda (yani hiçbir yerde). ”
1931'de, Hint-Amerikan astrofizikçi Subrahmanyan Chandrasekhar, Özel Görelilik kullanarak, belirli bir sınırlayıcı kütlenin üzerinde dönmeyen bir elektron-dejenere madde kütlesinin kendi içinde çökeceğini hesapladı. 1939'da Robert Oppenheimer ve diğerleri, Chandrasekhar’ın analizine katıldılar ve belirlenen bir sınırın üzerindeki nötron yıldızlarının kara deliklere çökeceğini ve hiçbir fizik yasasının en azından bazı yıldızların kara deliklere çökmesini engelleyemeyeceği sonucuna vardı.
Oppenheimer ve yardımcı yazarları, Schwarzschild yarıçapının sınırındaki tekilliği, bunun zamanın durduğu bir baloncuğun sınırı olduğunu belirttiler. Dış gözlemciye göre, yıldızın yüzeyini çöktüğü anda donmuş göreceklerdi, ancak çağıran bir gözlemci tamamen farklı bir deneyime sahip olacaktı.
Diğer Başarılar:
Özel ve genel görelilik teorileriyle zaman, mekan, hareket ve yerçekimi anlayışımızı kökten değiştirmenin yanı sıra, Einstein fizik alanına çok sayıda başka katkıda bulundu. Aslında, Einstein hayatında yüzlerce kitap ve makale ile 300'den fazla bilimsel makale ve 150 bilimsel olmayan makaleyi yayınladı.
5 Aralık 2014'te dünyadaki üniversiteler ve arşivler, Einstein’ın 30.000'den fazla benzersiz belgeden oluşan derlenmiş makalelerini resmi olarak yayınlamaya başladı. Örneğin, 1902 ve 1903'te yayınlanan iki makale - “Termal Dengenin Kinetik Teorisi ve Termodinamiğin İkinci Kanunu" ve "Termodinamiğin Temelleri Teorisi”- termodinamik ve Brown hareketi konularını ele aldı.
Tanım olarak, Brown hareketi, az miktarda parçacığın tercih edilen bir yön olmadan salındığı yerlerde, sonunda tüm ortamı doldurmak için yayıldıklarını belirtir. Bunu istatistiksel açıdan ele alan Einstein, bir ortamdaki salınan parçacıkların kinetik enerjisinin daha büyük parçacıklara verilebileceğine ve bu da mikroskop altında gözlemlenebileceğine ve böylece değişen boyutlarda atomların varlığına kanıt olduğuna inanıyordu.
Bu makaleler 1905 Brownian hareketi üzerine yazılan makalenin temelini oluşturuyordu ve bu da moleküllerin var olduğuna dair kesin kanıt olarak yorumlanabileceğini gösterdi. Bu analiz daha sonra Fransız fizikçi Jean-Baptiste Perrin tarafından doğrulanacak ve Einstein 1926'da Nobel Fizik Ödülü'ne layık görüldü. Çalışmaları Brown hareketinin fiziksel teorisini oluşturdu ve gerçek fiziksel varlıklar olarak atomların ve moleküllerin varlığı hakkındaki şüpheciliği sona erdirdi. .
Genel Görelilik üzerine yaptığı araştırmanın ardından Einstein, geometrik yerçekimi teorisini elektromanyetizmayı tek bir varlığın başka bir yönü olarak içerecek şekilde genelleştirmek için bir dizi girişimde bulundu. 1950'de “birleşik alan teorisi” ni, “Genelleştirilmiş Gravitasyon Teorisi Üzerine“Evrenin tüm temel güçlerini tek bir çerçevede çözme girişimini anlatıyor.
Çalışmaları için övülmeye devam etmesine rağmen, Einstein araştırmalarında giderek daha fazla izole oldu ve çabaları sonuçta başarısız oldu. Bununla birlikte, Einstein’ın diğer fizik yasalarını yerçekimi ile birleştirme hayali bu güne kadar devam ediyor ve her şeyin bir Teorisi (ToE), özellikle geometrik alanların birleşik bir kuantum-mekanik ortamda ortaya çıktığı String Teorisi'ni geliştirme çabalarını bildiriyor.
Kuantum dolaşıklık kavramını çürütmeyi umduğu Podolsky ve Rosen ile yaptığı çalışma, Einstein ve meslektaşlarının bir solucan deliği modeli önermelerine yol açtı. Schwarzschild’in teorisini karadelikler üzerinde kullanarak ve yerçekimi alan denklemlerine bir çözüm olarak yüklenen temel parçacıkları modelleme çabasıyla, iki alan yaması arasında bir köprü tanımladı.
Solucan deliğinin bir ucu pozitif olarak yüklenirse, diğer ucu negatif olarak yüklenir. Bu özellikler Einstein'ın Görelilik yasalarını ihlal etmeden parçacık ve antipartikül çiftlerinin birbirine dolabileceğine inanmasına yol açtı. Bu kavram, son yıllarda bilim adamları bir laboratuvarda başarıyla bir manyetik solucan deliği yarattıklarında biraz iş gördü.
Ve 1926'da Einstein ve eski öğrencisi Leó Szilárd, hareketli parçaları olmayan ve sadece içeriğini soğutmak için ısının emilmesine dayanan bir cihaz olan Einstein buzdolabını icat etti. Kasım 1930'da, tasarımları için bir patent verildi. Bununla birlikte, çabaları yakında Depresyon Dönemi, Freon'un icadı ve İsveçli Electrolux şirketi patentlerini aldı.
Teknolojiyi diriltme girişimleri 90'lı ve 2000'li yıllarda başladı ve Georgia Tech ve Oxford Üniversitesi'nden öğrenci ekipleri Einstein buzdolabının kendi versiyonlarını oluşturmaya çalıştı. Freon’un ozon tabakasına zarar verdiği kanıtlanmış bağlantısı ve daha az elektrik kullanarak çevre üzerindeki etkimizi azaltma arzusu nedeniyle, tasarım çevre dostu bir alternatif ve gelişmekte olan dünya için kullanışlı bir cihaz olarak kabul edilmektedir.
Ölüm ve Miras:
17 Nisan 1955'te Albert Einstein, yedi yıl önce ameliyat ettiği karın aort anevrizmasının rüptüründen kaynaklanan iç kanama yaşadı. İsrail devletinin yedinci yıldönümünü anısına televizyon görüntüsüne hazırladığı bir konuşmanın taslağını onunla hastaneye götürdü, ancak tamamlayacak kadar uzun yaşamamıştı.
Einstein ameliyatı reddetti: “İstediğim zaman gitmek istiyorum. Yaşamı yapay olarak uzatmak tatsızdır. Payımı ben yaptım, gitme zamanı. Bunu zarif bir şekilde yapacağım. ” Ertesi sabah erken saatlerde 76 yaşındayken Princeton Hastanesi'nde öldü ve sonuna kadar çalışmaya devam etti.
Otopsi sırasında, Princeton Hastanesi (Thomas Stoltz Harvey) patoloğu, ailesinin izni olmasa da Einstein'ın beynini korumak için çıkardı. Harvey'ye göre, bunu gelecek nesiller nörobilimcilerin Einstein'ın dehasının nedenini keşfedebilecekleri umuduyla yapmıştı. Einstein’ın kalıntıları yakıldı ve külleri açıklanmayan bir yere dağıldı.
Başarıları boyunca Einstein, yaşamı boyunca ve ölümünden sonra sayısız onursal ödül aldı. 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.
