Albert Einsteini suuremad läbimurded

Alates doktorikraadi omandamisest 1905. aastast tegi Albert Einstein läbi 1920. aastate rea avastusi ja sõnastused, mis muutsid fundamentaalselt inimkonna arusaama ajast, ainest ja selle alustest reaalsus. Ehkki Einstein pühendas oma hilisemad aastakümned poliitilisele aktivismile, oma tähelepanuväärsematele teaduslikele läbimurretele teenis talle alalise koha ajaloo aastakirjades ja tõi kaasa täiesti uute valdkondade väljaarendamise Uuring.

Väidetavalt kõigi aegade kõige kuulsam ja äratuntavam teaduslik valem, E = mc ^ 2 ilmus Einsteini “Relatiivsusteooria eriteoses”, mis ilmus esmakordselt 1905. aastal. Valem näitab, kuidas objekti mass tuleneb kineetilise energia jagamisest valguse kiiruse ruuduga. Valemi murranguline järeldus esitab energia ja massi vahetatavate üksustena ning ühendab kolme ilmselt erinevat looduslikku elementi. Võrrandil on sügav mõju uute jõuallikate väljatöötamisele ja see näitab, kuidas päikese südames olev rõhk ja soojus muudavad massi otse energiaks.

Einsteini 1915. aastal ilmunud “Üldrelatiivsusteooria” jätkas seal, kus “Erirelatiivsusteooria” pooleli jäi. Üldrelatiivsusteooria aluseks olev mõiste areneb kiirenduse lisamisest eelmisesse teooriasse. Üldrelatiivsusteooria kõige olulisem aspekt kirjeldab moonutusi, mida massiivsed objektid aegruumis tekitavad. See moonutus tõmbab väiksemaid objekte suurema poole, mis seletab gravitatsiooni olemasolu. Ruumi-aja esitamine vormitava vormina tähendab, et aeg ise pole konstant. Einsteini üldrelatiivsusteooria on leidnud kinnitust täheldatud nähtustest, nagu gravitatsiooniline läätsed ja muutused Merkuuri orbiidil. Üldrelatiivsusteooria sisaldab ka tumeaine esimesi tagajärgi. Einsteini ja tema kolleegi Willem de Sitteri märgitud viga aitas kaasa tumeaine avastamisele Jan Oorti täheliigutuste vaatlustes.

Einsteini relatiivsusteooriad toetuvad suuresti tema ettekujutusele valguse kiirusest kui absoluutsest. Enne seda leidsid tavapärased teadmised, et ruum ja aeg on absoluutsed mõisted, millele füüsika rajati. Einstein leidis, et valguse kiirus jääb mis tahes tingimustes, isegi vaakumis, samaks ja ei saa kunagi tõusta. Näiteks sama kiirusega liikuvast sõidukist valguse kiirusel paiskunud objekt ei pääseks sõidukist mööda. Einstein esitas valgust ka pigem osakeste kui lainena. See teooria, mis pälvis Einsteini 1921. aastal Nobeli füüsikaauhinna, aitas kaasa kvantfüüsika arengule.

Aastal 1905 esitas Einstein võrrandi, mis selgitas osakeste juhuslikke liikumisi, mida nimetatakse Brownianiks liikumine, mis tuleneb löögist seni tundmatute molekulidega, mis andsid aluse osakestele teooria. 1910. aastal avaldas Einstein kriitilise opalestsentsi teose, milles selgitatakse valguse hajumise nähtust, mis annab taevale värvi. 1924. aastal juhtis Einstein aatomite struktuuri selgitamiseks järeldusi Satyendra Bose'i teooriast valguse koostise kohta. Nn Bose-Einsteini statistika annab nüüd ülevaate bosooni osakeste kogunemisest.