Die großen Durchbrüche von Albert Einstein

Von 1905, dem Jahr seiner Promotion, bis in die 1920er Jahre machte Albert Einstein eine Reihe von Entdeckungen und Formulierungen, die das Verständnis der Menschheit von Zeit, Materie und den Grundlagen der Wirklichkeit. Obwohl Einstein seine späteren Jahrzehnte dem politischen Aktivismus widmete, waren seine bemerkenswertesten wissenschaftlichen Durchbrüche brachte ihm einen festen Platz in den Annalen der Geschichte ein und brachte die Erschließung völlig neuer Felder hervor Studie.

Die wohl berühmteste und bekannteste wissenschaftliche Formel aller Zeiten, E=mc^2, erschien in Einsteins „Spezieller Relativitätstheorie“, die erstmals 1905 veröffentlicht wurde. Die Formel zeigt, wie sich die Masse eines Objekts aus der Division seiner kinetischen Energie durch das Quadrat der Lichtgeschwindigkeit ergibt. Die bahnbrechende Schlussfolgerung der Formel präsentiert Energie und Masse als austauschbare Einheiten und vereint drei scheinbar unterschiedliche Naturelemente. Die Gleichung hat tiefgreifende Auswirkungen auf die Entwicklung neuer Energiequellen und zeigt, wie der Druck und die Wärme im Herzen der Sonne Masse direkt in Energie umwandeln.

Einsteins 1915 veröffentlichte „Allgemeine Relativitätstheorie“ knüpfte dort an, wo die „Spezielle Relativitätstheorie“ aufgehört hatte. Der zugrunde liegende Begriff der Allgemeinen Relativitätstheorie entwickelt sich aus der Einbeziehung der Beschleunigung in die bisherige Theorie. Der wichtigste Aspekt der Allgemeinen Relativitätstheorie beschreibt die Verzerrung, die massive Objekte in der Raumzeit erzeugen. Diese Verzerrung zieht kleinere Objekte zu den größeren, was die Existenz der Schwerkraft erklärt. Die Darstellung der Raumzeit als formbar bedeutet, dass die Zeit selbst keine Konstante ist. Einsteins Allgemeine Relativitätstheorie wurde durch beobachtete Phänomene wie Gravitationslinsen und Veränderungen in der Merkurbahn bestätigt. Die Allgemeine Relativitätstheorie enthält auch die ersten Implikationen der Dunklen Materie. Ein von Einstein und seinem Kollegen Willem de Sitter bemerkter Fehler trug zur Entdeckung der Dunklen Materie in Jan Oorts Beobachtungen von Sternbewegungen bei.

Einsteins Relativitätstheorien beruhen zum großen Teil auf seiner Vorstellung von der absoluten Lichtgeschwindigkeit. Zuvor galten nach konventionellem Wissen Raum und Zeit als die absoluten Konzepte, auf denen die Physik gegründet wurde. Einstein vertrat die Ansicht, dass die Lichtgeschwindigkeit unter allen Bedingungen, sogar im Vakuum, gleich bleibt und niemals zunehmen kann. Beispielsweise würde ein mit Lichtgeschwindigkeit von einem sich mit derselben Geschwindigkeit bewegendes Fahrzeug geschleudertes Objekt nicht an dem Fahrzeug vorbeibewegen. Einstein präsentierte Licht auch als eine Ansammlung von Partikeln und nicht als Welle. Diese Theorie, die Einstein 1921 den Nobelpreis für Physik einbrachte, trug zur Entwicklung der Quantenphysik bei.

In einer Veröffentlichung von 1905 stellte Einstein eine Gleichung vor, die die zufälligen Bewegungen von Teilchen erklärt, bekannt als Brownian Bewegung, als Folge von Stößen mit bisher unbekannten Molekülen, die die Grundlage für die Teilchen Theorie. 1910 veröffentlichte Einstein einen Artikel über kritische Opaleszenz, der das Phänomen der Lichtstreuung erklärt, die dem Himmel seine Farbe verleiht. 1924 zog Einstein Konsequenzen aus Satyendra Boses Theorie über die Zusammensetzung des Lichts, um die Struktur von Atomen zu erklären. Die sogenannte Bose-Einstein-Statistik gibt nun Aufschluss über den Zusammenbau von Boson-Teilchen.