Albert Einstein élete és munkássága!

Albert Einstein élete és munkássága!

1879. március 14-én született Albert Einstein a világ egyik leghíresebb tudósa. Az elméleti fizika területén végzett munkájáért az 1921-es fizikai Nobel-díjat kapta. A család Münchenbe költözött, itt kezdte meg tanulmányait a Luitpold Gimnáziumban. Később Olaszországba költöztek, majd a svájci Aarauban folytatta a tanulást. 1896-ba felvételt nyert a zürichi Svájci Szövetségi Műszaki Egyetemre. 1905-ben írta doktori disszertációját, majd több egyetemen tanított professzorként és kutatott. Tudományos munkája, és elsősorban a fotoelektromos jelenség megmagyarázásának elismeréseként 1921-ben fizikai Nobel-díjjal jutalmazzák. 1933-ban a II. világháború során zsidó származása miatt Németországból az Egyesült Államokba menekült, itt élt 1955. április 18-án, Princetonban bekövetkezett haláláig. Einstein 1905-ben kapta meg doktori címét „A molekuladimenziók újfajta meghatározásáról” című szakdolgozatára. Még ebben az évben négy további cikke is megjelent, amelyek megalapozták a modern fizikát: leírta a Brown-mozgást, megmagyarázta a fényelektromos jelenséget, speciális relativitáselméletében egy újfajta téridőszemléletet alkot meg, módosítva ezzel a klasszikus newtoni mechanikát. 1916-ban az általános relativitáselméletben a relativitás elvét kiterjesztette a gravitációs mezőre ill. a gyorsuló koordinátarendszerekre is. Jelentős eredmény az 1924-ben Bose indiai fizikussal közösen publikált Bose-Einstein-eloszlás, mely a bozonok eloszlását írja le.Utolsó éveiben kísérletet tett továbbá egy általános térelmélet kidolgozására, amelyben összekapcsolta volna az elektromágneses és a gravitációs mezőt, új értelmezést adva a kvantumelméletnek, de e kísérlete végül kudarcba fulladt. A Brown-mozgás leírása! A Brown-mozgás Robert Brown angol botanikus által 1828-ban felfedezett jelenség: a gázok, folyadékok atomjainak, molekuláinak rendezetlen, véletlenszerű mozgása. Einstein 1905-ben megjelent első cikkében („Az álló folyadékbeli kis részecskék mozgásáról, melyet a hő molekulamozgásának elmélete megkövetel” c.) ad magyarázatot a jelenségre. Einstein valószínűségszámítási eszközökkel, a kinetikus gáz- és folyadékelmélet felhasználásával írja le a jelenséget, értelmezi a mozgást és leírja statisztikus ingadozásainak törvényeit is. Magyarázata szerint a Brown-mozgás a folyadékot (vagy gázt) alkotó molekulák hőmozgásával kapcsolatos, a moleku¬láknak a Brown-részecskékkel való sorozatos és véletlenszerű ütközéseinek következménye. A kinetikus gázelmélet alapján a részecske is felveszi a molekulák átlagos hőmérsékleti energiáját, és a részecske átlagos elmoz¬dulása az idő négyzetgyökével lesz arányos. Einstein elméletéből az is következik, hogy szoros kapcsolat áll fenn a Brown-mozgás és a diffúzió között. A diffúzió egy kiegyenlítődési folyamat. Irreverzibilis, azaz időben megfordíthatatlan: egy diffúzióval kiegyenlítődött eloszlás visszaalakulása önmagától elenyészően kis valószínűséggel következhet be. A termé¬szetben lejátszódó folyamatok irreverzibilisek. Speciális relativitáselmélet! Einstein 1905-ben írt további cikkei („A mozgó testek elektrodinamikájáról”, „Függ-e a test tehetetlensége az energiájától?” c.) a speciális relativitáselméletet fogalmazzák meg, amely Einstein legközismertebb, és legtöbbet vitatott eredménye.Már Galilei megállapította, hogy az egymáshoz képest egyenletesen mozgó megfigyelők számára a természet törvényei azonosak. Azt állította, hogy semmilyen mechanikai kísérlettel nem lehet különbséget tenni a két rendszer között. Azt állította, hogy csak a valamihez viszonyított mozgásoknak van jelentése, nem létezik egy kitüntetett vonatkoztatási rendszer, amelyhez minden mást mérnünk kell. Ezek alapján megállapította két egymáshoz képest egyenes vonalú egyenletes mozgást végző vonatkoztatási rendszer közötti transzformáció törvényeit, melyeket ma Galilei-transzformációnak nevezünk. Einstein feltételezte, hogy a fénysebesség állandóságának elve és az általános relativitás elve egyszerre érvényes, és megvizsgálta, az ebből adódó modell helyesen írja-e le a kísérleti eredményeket. Az általa megfogalmazott axiómák tehát:

1. Minden fizikai jelenségnek, és így a jelenség leírását megadó elmélet matematikájának azonosan kell kinéznie minden inerciarendszerben.
2. A vákuumbeli fénysebesség, melyet általában c-vel jelölnek, állandó, bármely inerciarendszerből is mérjük meg és bármelyik irányban, függetlenül a fény frekvenciájától, a detektor, illetve a fényforrás mozgási sebességétől.

Ha a két állítást összevetjük, akkor ez egyenértékű azzal az állítással, hogy a fény terjedéséhez semmilyen közegre (a korábban feltételezett éterre) nincs szükség. Az elmélet fontos eleme a tömeg-energia ekvivalencia, mely szerint a test teljes energiája egyenlő a tömegének és a fénysebesség négyzetének a szorzatával. (E=mc²) Továbbá megkülönbözteti a nyugalmi és a relativisztikus tömeg fogalmát: kimondja, hogy a testek sebességének növekedésekor tömegük is meghatározott mértékben nő. Az ekvivalencia alapján a tömeg az energia egyik formájának tekinthető.  Nagyon kicsiny méretek esetén, a Planck-hossz tartományában és alatta, lehetséges, hogy a speciális relativitáselmélet nem érvényes a kvantumgravitációs jelenségek miatt. Mégis a makroszkópikus jelenségek leírására az erős gravitációs terektől eltekintve a speciális relativitáselméletet a fizikus közösség általánosan elfogadta, és azokat a kísérleti eredményeket, amelyek ellentmondanak neki széles körben megismételhetetlen mérési hibának tartják. A speciális relativitáselmélet matematikailag önkonzisztens, és összhangban van a modern fizikai elméletekkel, melyek közül a jelentősebbek a kvantumtérelmélet, a húrelmélet és az általános relativitáselmélet (elhanyagolható gravitációs tér esetén). A speciális relativitáselmélet nincs összhangban több korábbi elmélettel, melyek közül legjelentősebb a Newtoni mechanika. Sok kísérletet végeztek a speciális relativitáselmélet igazolására, és hogy a rivális elméletekkel szemben teszteljék, de a mai napig sem találtak az elméletnek ellentmondó jelenséget. Általános relativitáselmélet! Einstein 1916-ban tette közzé általános relativitáselméletét, amely lényegileg a speciális relativitáselmélet kiterjesztése gyorsuló és gravitációs mezőben mozgó rendszerekre. Az elmélet alapja az ekvivalenciaelv, vagyis az a kísérleti megfigyelés, hogy a súlyos és a tehetetlen tömeg egyenértékű, vagyis hogy egyetlen kísérlet sem tud különbséget tenni lokálisan a homogén gravitációs tér és az egyenletes gyorsulás között. Az elvből következik, hogy lesznek olyan vonatkoztatási rendszerek, amelynek nem-euklideszi geometriával rendelkeznek: azaz a téridő meggörbül a tömeg hatására és a gravitáció csupán ennek a geometriának a következménye.

Tévhitek Albert Einsteinről!

A pletyka még akkor is terjedni kezdett, amikor Albert Einstein élt, hogy gyermekkorában megbukott a matematika tanfolyamokon. Bár igaz, hogy Einstein későn kezdett el beszélni – a saját beszámolója szerint körülbelül 4 éves korában – soha nem bukott meg matematikában, és általában nem is gyengén teljesített az iskolában. Matematikai tanfolyamai során egész jól teljesített, és röviden fontolgatta, hogy matematikus lesz. Már korán felismerte, hogy az ő ajándéka nem a tiszta matematikában rejlik, ezt a tényt egész pályafutása alatt sajnálta, miközben nagyobb teljesítményű matematikusokat keresett, hogy segítsenek elméleteinek hivatalos leírásában.