Vuodesta 1905, vuodesta, jolloin hän sai tohtorin tutkinnon, 1920-luvulla Albert Einstein teki sarjan löytöjä ja muotoilut, jotka muuttivat perusteellisesti ihmiskunnan käsitystä ajasta, aineesta ja sen perusteista todellisuus. Vaikka Einstein omisti myöhemmät vuosikymmenensä poliittiseen aktivismiin, merkittävimpiin tieteellisiin läpimurtoihinsa ansaitsi hänelle pysyvän paikan historian vuosikirjoissa ja synnytti kokonaan uusien alojen kehityksen tutkimus.
Kuuluisa formulaatio
E = mc ^ 2 ilmestyi kaikkien aikojen tunnetuimpana ja tunnistettavimpana tieteellisenä kaavana Einsteinin ”Erityisen suhteellisuusteoriassa”, joka julkaistiin ensimmäisen kerran vuonna 1905. Kaava osoittaa, kuinka kohteen massa saadaan jakamalla sen liike-energia valon nopeuden neliöllä. Kaavan uraauurtava johtopäätös esittää energian ja massan vaihdettavina kokonaisuuksina ja yhdistää kolme ilmeisesti erilaista luonnonelementtiä. Yhtälöllä on syvällisiä vaikutuksia uusien virtalähteiden kehitykseen ja se osoittaa, kuinka auringon sydämessä oleva paine ja lämpö muuntaa massan suoraan energiaksi.
Yleinen suhteellisuusteoria
Einsteinin vuonna 1915 julkaistu "Yleinen suhteellisuusteoria" jatkoi kohtaa, jossa "Suhteellisuusteoria" loppui. Yleisen suhteellisuusteorian taustalla oleva käsite kehittyy kiihtyvyyden sisällyttämisestä edelliseen teoriaan. Yleisen suhteellisuusteollisuuden merkittävin piirre kuvaa vääristymää, jonka massiiviset esineet aikaansaavat avaruudessa. Tämä vääristymä vetää pienempiä esineitä kohti suurempaa, mikä selittää painovoiman olemassaolon. Aika-ajan esittäminen muokattavaksi tarkoittaa, että aika itsessään ei ole vakio. Einsteinin yleinen suhteellisuusteoria on saanut vahvistuksen havaitusta ilmiöstä, kuten gravitaatiolinsseistä ja muutoksista Merkuruksen kiertoradalla. Yleinen suhteellisuusteoria sisältää myös pimeän aineen ensimmäiset seuraukset. Einsteinin ja hänen kollegansa Willem de Sitterin huomauttama virhe auttoi tumman aineen löytämisessä Jan Oortin tähtien liikkeitä koskevissa havainnoissa.
Valon absoluuttinen luonne
Einsteinin suhteellisuusteoriat luottavat suurelta osin hänen käsitykseen valon nopeudesta absoluuttisena. Ennen tätä tavanomainen tieto piti tilaa ja aikaa absoluuttisina käsitteinä, joihin fysiikka perustettiin. Einstein katsoi, että valon nopeus pysyy samana kaikissa olosuhteissa, myös tyhjiössä, eikä se voi koskaan kasvaa. Esimerkiksi samalla nopeudella liikkuvan ajoneuvon valon nopeudella heitetty esine ei edistyisi ajoneuvon ohi. Einstein esitteli myös valoa hiukkasten kokoelmana aallon sijasta. Tämä teoria, joka voitti Einsteinin vuonna 1921 fysiikan Nobel-palkinnon, edisti kvanttifysiikan kehitystä.
Muita tärkeitä saavutuksia
Vuonna 1905 julkaisussa Einstein esitteli yhtälön, joka selitti hiukkasten satunnaiset liikkeet, tunnetaan nimellä Brownian liikettä, joka johtuu törmäyksistä tähän mennessä tuntemattomien molekyylien kanssa, mikä antoi perustan hiukkaselle teoria. Vuonna 1910 Einstein julkaisi kriittistä opalesenssia käsittelevän asiakirjan, joka selittää valonsisäilmiön, joka antaa taivaan värin. Vuonna 1924 Einstein otti vaikutteita Satyendra Bosen teoriasta valon koostumukseen atomien rakenteen selittämiseksi. Niin kutsuttu Bose-Einstein -tilasto tarjoaa nyt käsityksen bosonihiukkasten kokoonpanosta.