الاختراقات الكبرى لألبرت أينشتاين

من عام 1905 ، وهو العام الذي حصل فيه على الدكتوراه ، حتى عشرينيات القرن الماضي ، قام ألبرت أينشتاين بسلسلة من الاكتشافات والتركيبات التي غيرت بشكل جذري فهم الجنس البشري للوقت والمادة وأسس واقع. على الرغم من أن أينشتاين كرس عقوده الأخيرة للنشاط السياسي ، إلا أن أبرز إنجازاته العلمية أكسبه مكانًا دائمًا في سجلات التاريخ وأفرز تطوير مجالات جديدة تمامًا دراسة.

يمكن القول إن الصيغة العلمية الأكثر شهرة وتميزًا في كل العصور ، ظهرت E = mc ^ 2 في "نظرية النسبية الخاصة" لأينشتاين ، والتي نُشرت لأول مرة في عام 1905. توضح الصيغة كيفية اشتقاق كتلة الجسم من قسمة طاقته الحركية على مربع سرعة الضوء. يقدم الاستنتاج الرائد للصيغة الطاقة والكتلة ككيانات قابلة للتبادل وتوحد ثلاثة عناصر طبيعية متباينة على ما يبدو. المعادلة لها آثار عميقة على تطوير مصادر طاقة جديدة وتوضح كيف أن الضغط والحرارة في قلب الشمس يحولان الكتلة مباشرة إلى طاقة.

التقط كتاب "النسبية العامة" لأينشتاين ، الذي نُشر عام 1915 ، النقطة التي توقفت عندها "نظرية النسبية الخاصة". تتطور الفكرة الأساسية للنسبية العامة من إدراج التسارع في النظرية السابقة. يصف الجانب الأكثر أهمية في النسبية العامة التشويه الذي تحدثه الأجسام الضخمة على الزمكان. هذا التشويه يوجه الأجسام الصغيرة نحو الأكبر ، وهو ما يفسر وجود الجاذبية. إن تقديم الزمكان على أنه مرن يعني أن الوقت نفسه ليس ثابتًا. حصلت نظرية النسبية العامة لأينشتاين على تأكيد من الظاهرة المرصودة ، مثل عدسة الجاذبية والتغيرات في مدار عطارد. تحتوي النسبية العامة أيضًا على الآثار الأولى للمادة المظلمة. ساهم خطأ لاحظه أينشتاين وزميله ويليم دي سيتر في اكتشاف المادة المظلمة في ملاحظات يان أورت للحركات النجمية.

تعتمد نظريات النسبية لأينشتاين في جزء كبير منها على مفهومه لسرعة الضوء كمطلق. قبل ذلك ، اعتبرت المعرفة التقليدية أن المكان والزمان بمثابة المفاهيم المطلقة التي تأسست عليها الفيزياء. رأى أينشتاين أن سرعة الضوء تظل كما هي تحت أي ظرف ، حتى في الفراغ ، ولا يمكن أن تزيد أبدًا. على سبيل المثال ، إذا أُلقي جسم بسرعة الضوء من مركبة تتحرك بنفس السرعة ، فلن يتجاوز السيارة. قدم أينشتاين الضوء أيضًا كمجموعة من الجسيمات ، وليس كموجة. ساهمت هذه النظرية ، التي فازت أينشتاين بجائزة نوبل في الفيزياء عام 1921 ، في تطوير فيزياء الكم.

في ورقة بحثية عام 1905 ، قدم أينشتاين معادلة توضح الحركات العشوائية للجسيمات ، والمعروفة باسم البراونيان الحركة ، الناتجة عن الاصطدامات بجزيئات غير معروفة حتى الآن ، والتي وفرت الأساس للجسيم نظرية. في عام 1910 ، نشر أينشتاين ورقة بحثية عن البريق الحرج ، والتي تشرح ظاهرة تشتت الضوء الذي يعطي السماء لونها. في عام 1924 ، رسم أينشتاين دلالات من نظرية ساتيندرا بوس حول تكوين الضوء لشرح بنية الذرات. توفر الآن ما يسمى بإحصائية بوز-آينشتاين نظرة ثاقبة لتجميع جسيمات البوزون.