С 1905 года, когда он получил докторскую степень, по 1920-е годы Альберт Эйнштейн сделал ряд открытий. и формулировки, которые коренным образом изменили понимание человечеством времени, материи и основ реальность. Хотя Эйнштейн посвятил свои последние десятилетия политической активности, его самые заметные научные открытия заработал ему постоянное место в анналах истории и положил начало развитию совершенно новых областей изучение.
Знаменитая формулировка
Пожалуй, самая известная и узнаваемая научная формула всех времен, E = mc ^ 2 появилась в «Специальной теории относительности» Эйнштейна, впервые опубликованной в 1905 году. Формула показывает, как масса объекта определяется делением его кинетической энергии на квадрат скорости света. Новаторский вывод формулы представляет энергию и массу как взаимозаменяемые сущности и объединяет три явно несопоставимых природных элемента. Уравнение имеет огромное значение для разработки новых источников энергии и показывает, как давление и тепло в сердце Солнца преобразуют массу непосредственно в энергию.
Общая теория относительности
«Общая теория относительности» Эйнштейна, опубликованная в 1915 году, была продолжена там, где остановилась «Специальная теория относительности». Основополагающее понятие общей теории относительности развивается из включения ускорения в предыдущую теорию. Самый важный аспект общей теории относительности описывает искажение, которое массивные объекты оказывают в пространстве-времени. Это искажение притягивает более мелкие объекты к более крупным, что объясняет существование гравитации. Представление пространства-времени как податливого означает, что само время не является константой. Общая теория относительности Эйнштейна получила подтверждение из наблюдаемых явлений, таких как гравитационное линзирование и изменения орбиты Меркурия. Общая теория относительности также содержит первые следствия темной материи. Ошибка, отмеченная Эйнштейном и его коллегой Виллемом де Ситтером, способствовала открытию темной материи в наблюдениях Яна Оорта за движением звезд.
Абсолютная природа света
Теории относительности Эйнштейна в значительной степени полагаются на его представление о скорости света как об абсолютной величине. До этого общепринятое знание считало, что пространство и время служили абсолютными понятиями, на которых была основана физика. Эйнштейн считал, что скорость света остается неизменной при любых условиях, даже в вакууме, и никогда не может увеличиваться. Например, объект, брошенный со скоростью света автомобилем, движущимся с той же скоростью, не может пройти мимо транспортного средства. Эйнштейн также представлял свет как набор частиц, а не как волну. Эта теория, которая принесла Эйнштейну Нобелевскую премию 1921 года по физике, внесла свой вклад в развитие квантовой физики.
Другие важные достижения
В статье 1905 года Эйнштейн представил уравнение, объясняющее случайное движение частиц, известное как броуновское. движение, возникшее в результате столкновений с неизвестными до сих пор молекулами, что послужило основой для частиц теория. В 1910 году Эйнштейн опубликовал статью о критической опалесценции, в которой объяснялось явление рассеивания света, которое придает цвет небу. В 1924 году Эйнштейн сделал выводы из теории Сатьендры Бозе о составе света, чтобы объяснить структуру атомов. Так называемая статистика Бозе-Эйнштейна теперь дает представление о сборке бозонных частиц.