Glavni prodori Alberta Einsteina

Od leta 1905, ko je doktoriral, do dvajsetih let 20. stoletja je Albert Einstein naredil vrsto odkritij in formulacije, ki so človeštvu temeljito spremenile razumevanje časa, snovi in ​​temeljev resničnost. Čeprav je Einstein svoja poznejša desetletja posvetil političnemu aktivizmu, je bil najpomembnejši znanstveni preboj si prislužil stalno mesto v analih zgodovine in ustvaril razvoj povsem novih področij študij.

Verjetno najbolj znana in prepoznavna znanstvena formula vseh časov, E = mc ^ 2 se je pojavil v Einsteinovi "Posebni teoriji relativnosti", prvič objavljeni leta 1905. Formula prikazuje, kako masa predmeta izhaja iz delitve njegove kinetične energije s kvadratom svetlobne hitrosti. Prelomni zaključek formule predstavlja energijo in maso kot zamenljivi entiteti in združuje tri očitno različne naravne elemente. Enačba ima globoke posledice za razvoj novih virov energije in prikazuje, kako tlak in toplota v osončju pretvarjata maso neposredno v energijo.

Einsteinova "Splošna relativnost", objavljena leta 1915, je nadaljevala tam, kjer je končala "Posebna teorija relativnosti". Osnovni pojem splošne relativnosti se razvije z vključitvijo pospeška v prejšnjo teorijo. Najpomembnejši vidik splošne relativnosti opisuje izkrivljanje, ki ga masivni predmeti povzročajo v prostoru-času. To popačenje usmerja manjše predmete k večjim, kar pojasnjuje obstoj gravitacije. Predstavitev prostora-časa kot voljnega pomeni, da čas sam po sebi ni stalnica. Einsteinova teorija splošne relativnosti je dobila potrditev opazovanega pojava, kot sta gravitacijsko lečenje in spremembe v Merkurjevi orbiti. Splošna relativnost vsebuje tudi prve posledice temne snovi. Napaka, ki sta jo opazila Einstein in njegov kolega Willem de Sitter, je pri opazovanju zvezdnih gibanj Jana Oorta prispevala k odkritju temne snovi.

Einsteinove teorije relativnosti se v veliki meri opirajo na njegovo predstavo o svetlobni hitrosti kot absolutu. Pred tem je običajno znanje vedelo, da sta prostor in čas služila kot absolutna koncepta, na katerih je temeljila fizika. Einstein je menil, da svetlobna hitrost v vseh pogojih, tudi v vakuumu, ostane enaka in se nikoli ne more povečati. Na primer, predmet, vržen s svetlobno hitrostjo iz vozila, ki se premika z enako hitrostjo, ne bi napredoval mimo vozila. Einstein je svetlobo predstavil tudi kot zbirko delcev in ne kot val. Ta teorija, ki je Einsteina leta 1921 prejela Nobelovo nagrado za fiziko, je prispevala k razvoju kvantne fizike.

V članku iz leta 1905 je Einstein predstavil enačbo, ki je razložila naključna gibanja delcev, znana kot Brownian gibanje, ki je posledica udarcev z doslej neznanimi molekulami, ki so predstavljale temelj za delce teorija. Leta 1910 je Einstein objavil članek o kritični opalescenci, ki pojasnjuje pojav razpršitve svetlobe, ki daje nebu barvo. Leta 1924 je Einstein iz teorije Satyendre Bose potegnil posledice o sestavi svetlobe, da bi razložil zgradbo atomov. Tako imenovana Bose-Einsteinova statistika zdaj omogoča vpogled v sestavljanje bozonskih delcev.