De belangrijkste doorbraken van Albert Einstein

Vanaf 1905, het jaar waarin hij promoveerde, deed Albert Einstein tot in de jaren twintig een reeks ontdekkingen en formuleringen die het begrip van de mensheid van tijd, materie en de fundamenten van realiteit. Hoewel Einstein zijn latere decennia wijdde aan politiek activisme, waren zijn meest opmerkelijke wetenschappelijke doorbraken leverde hem een ​​vaste plaats in de annalen van de geschiedenis op en bracht de ontwikkeling van geheel nieuwe gebieden van studie.

Misschien wel de meest bekende en herkenbare wetenschappelijke formule aller tijden, E = mc ^ 2 verscheen in Einstein's "Special Theory of Relativity", voor het eerst gepubliceerd in 1905. De formule laat zien hoe de massa van een object ontstaat door de deling van zijn kinetische energie door het kwadraat van de lichtsnelheid. De baanbrekende conclusie van de formule presenteert energie en massa als verwisselbare entiteiten en verenigt drie schijnbaar ongelijksoortige natuurlijke elementen. De vergelijking heeft ingrijpende gevolgen voor de ontwikkeling van nieuwe energiebronnen en laat zien hoe de druk en warmte in het hart van de zon massa direct in energie omzetten.

Einstein's 'Algemene relativiteitstheorie', gepubliceerd in 1915, ging verder waar 'Speciale relativiteitstheorie' ophield. De onderliggende notie van de algemene relativiteitstheorie komt voort uit de opname van versnelling in de vorige theorie. Het belangrijkste aspect van de algemene relativiteitstheorie beschrijft de vervorming die massieve objecten in ruimte-tijd weergeven. Deze vervorming trekt kleinere objecten naar de grotere toe, wat het bestaan ​​van zwaartekracht verklaart. De presentatie van ruimte-tijd als kneedbaar betekent dat tijd zelf geen constante is. Einsteins algemene relativiteitstheorie heeft bevestiging gekregen van waargenomen fenomenen, zoals zwaartekrachtlensvorming en veranderingen in de baan van Mercurius. De algemene relativiteitstheorie bevat ook de eerste implicaties van donkere materie. Een fout die door Einstein en zijn collega Willem de Sitter werd opgemerkt, droeg bij aan de ontdekking van donkere materie in Jan Oorts waarnemingen van stellaire bewegingen.

Einsteins relativiteitstheorieën steunen voor een groot deel op zijn idee van de snelheid van het licht als een absoluut gegeven. Daarvoor was de conventionele kennis van mening dat ruimte en tijd de absolute concepten waren waarop de natuurkunde was gebaseerd. Einstein was van mening dat de lichtsnelheid onder alle omstandigheden hetzelfde blijft, zelfs in een vacuüm, en nooit kan toenemen. Een object dat met de snelheid van het licht wordt geslingerd door een voertuig dat met dezelfde snelheid rijdt, zou bijvoorbeeld niet voorbij het voertuig komen. Einstein presenteerde licht ook als een verzameling deeltjes, in plaats van als een golf. Deze theorie, die Einstein in 1921 de Nobelprijs voor de Natuurkunde opleverde, droeg bij aan de ontwikkeling van de kwantumfysica.

In een artikel uit 1905 presenteerde Einstein een vergelijking die de willekeurige bewegingen van deeltjes verklaarde, bekend als Brownian beweging, als gevolg van botsingen met tot nu toe onbekende moleculen, die de basis vormden voor deeltjes theorie. In 1910 publiceerde Einstein een artikel over kritische opalescentie, waarin het fenomeen van lichtverstrooiing wordt verklaard dat de lucht zijn kleur geeft. In 1924 trok Einstein implicaties van Satyendra Bose's theorie over de samenstelling van licht om de structuur van atomen te verklaren. De zogenaamde Bose-Einstein-statistiek geeft nu inzicht in de assemblage van bosondeeltjes.