No final do milênio, Mundo da Física A revista realizou uma pesquisa na qual perguntaram a 100 dos principais físicos do mundo quem eles consideravam os 10 maiores cientistas de todos os tempos. Além de ser o cientista mais famoso que já viveu, Albert Einstein também é um nome familiar, sinônimo de gênio e criatividade sem fim.
Como descobridor da Relatividade Especial e Geral, Einstein revolucionou nossa compreensão de tempo, espaço e universo. Essa descoberta, juntamente com o desenvolvimento da mecânica quântica, efetivamente pôs fim à era da física newtoniana e deu origem à era moderna. Enquanto os dois séculos anteriores haviam sido caracterizados por gravitação universal e quadros de referência fixos, Einstein ajudou a introduzir uma era de incerteza, buracos negros e "ações assustadoras à distância".
Vida pregressa:
Albert Einstein nasceu em 14 de março de 1879, na cidade de Ulm, então parte do Reino de Wurttenmberg (atualmente o estado federal alemão de Baden-Württemberg). Seus pais eram Hermann Einstein (vendedor e engenheiro) e Pauline Koch, que eram judeus Ashkenazi não observadores - uma comunidade extensa de judeus de língua iídiche que moravam na Alemanha e na Europa Central.
Em 1880, quando ele tinha apenas seis semanas, a família de Einstein mudou-se para Munique, onde seu pai e seu tio fundaram Elektrotechnische Fabrik J. Einstein & Cie (uma empresa que fabricou equipamentos elétricos com base em corrente contínua). Em 1894, a empresa de seu pai falhou e a família se mudou para a Itália, enquanto Einstein permaneceu em Munique para concluir seus estudos.
Educação:
Em 1884, Albert Einstein freqüentou uma escola primária católica, onde permaneceu até 1887. Na época, ele se transferiu para o ginásio de Luitpold, onde recebeu seu ensino fundamental e médio. Seu pai esperava que Einstein seguisse seus passos e entrasse em engenharia elétrica, mas Einstein tinha dificuldades com os métodos de ensino da escola, preferindo autodirecionar à aprendizagem mecânica.
Foi durante uma visita a sua família na Itália em 1894 que Einstein escreveu um pequeno ensaio intitulado "Sobre a investigação do estado do éter em um campo magnético" - que seria sua primeira publicação científica. Em 1895, Einstein fez o exame de admissão no Politécnico Federal Suíço de Zurique - atualmente conhecido como Eidgenössische Technische Hochschule Zürich (ETH Zurique).
Embora ele não cumprisse todos os requisitos, obteve notas excepcionais em física e matemática. A conselho do diretor da Politécnica de Zurique, ele freqüentou a escola cantonal argoviana de Aarau, na Suíça, para terminar o ensino médio. Isso ele fez entre 1895 e 1896, enquanto ficava com a família de um professor.
Em setembro de 1896, ele passou no exame de saída na Suíça com notas boas, incluindo notas altas em física e matemática. Com apenas 17 anos, ele se matriculou no programa de quatro anos de ensino de matemática e física na Politécnica de Zurique. Foi lá que ele conheceu sua primeira e futura esposa, Mileva Maric, nacional sérvia e a única mulher entre os seis estudantes da seção de matemática e física.
Os dois se casariam em 1904 e teriam dois filhos, mas se divorciaram em 1919 depois de viverem separados por cinco anos. Depois, Einstein se casou novamente, desta vez com sua prima Elsa Löwenthal - com quem ele permaneceu casado até a morte dela em 1939. Foi também durante esse período que Einstein fez suas maiores realizações científicas.
Realizações científicas:
Em 1900, Einstein recebeu o diploma de ensino Politécnico de Zurique. Depois de se formar, ele passou quase dois anos procurando um posto de professor e adquiriu a cidadania suíça. Eventualmente, e com a ajuda do pai de seu amigo e colega Marcel Grossmann, Einsten conseguiu um emprego no Escritório Federal de Propriedade Intelectual em Berna. Em 1903, sua posição se tornou permanente.
Grande parte do trabalho de Einstein no escritório de patentes estava relacionado a perguntas sobre a transmissão de sinais elétricos e a sincronização eletromecânica do tempo. Esses problemas técnicos apareceriam repetidamente nos experimentos mentais de Einstein, levando-o a conclusões radicais sobre a natureza da luz e a conexão fundamental entre espaço e tempo.
Em 1900, ele publicou um artigo intitulado "Folgerungen aus den Capillaritätserscheinungen”(“ Conclusões dos Fenômenos da Capilaridade ”). Com base na teoria da gravitação universal de Newton, ele propôs neste artigo que a teoria de que as interações entre todas as moléculas são uma função universal da distância, em analogia com a força da gravidade do quadrado inverso. Mais tarde, isso seria provado incorreto, mas a publicação do artigo no prestigiadoAnnalen der Physik (Journal of Physics) chamou a atenção do mundo acadêmico.
Em 30 de abril de 1905, Einstein concluiu sua tese sob o olhar atento do professor Alfred Kleiner, professor de física experimental da universidade. Sua dissertação - intitulada "Uma Nova Determinação de Dimensões Moleculares" - lhe rendeu um doutorado na Universidade de Zurique.
Nesse mesmo ano, em uma explosão de energia intelectual criativa - o que é conhecido como "Annus mirabilis" (ano milagroso) - Einstein também publicou quatro artigos inovadores sobre o efeito fotoelétrico, movimento browniano, relatividade especial e a equivalência de massa e energia, o que o levaria ao conhecimento da comunidade científica internacional.
Em 1908, ele foi nomeado professor da Universidade de Berna. No ano seguinte, depois de dar uma palestra sobre eletrodinâmica e o princípio da relatividade na Universidade de Zurique, Alfred Kleiner o recomendou ao corpo docente para um professor recém-criado em física teórica. Einstein foi nomeado professor associado em 1909.
Em abril de 1911, Einstein tornou-se professor titular da Universidade Charles-Ferdinand, em Praque, que fazia parte do Império Austro-Húngaro na época. Durante seu tempo em Praga, ele escreveu 11 trabalhos científicos, 5 dos quais foram sobre matemática de radiação e teoria quântica de sólidos.
Em julho de 1912, ele retornou à Suíça e à ETH Zürich, onde ensinou sobre mecânica analítica e termodinâmica até 1914. Durante seu tempo na ETH Zürich, ele também estudou mecânica contínua, e a teoria molecular do calor e o problema da gravitação. Em 1914, ele retornou à Alemanha e foi nomeado diretor do Instituto Kaiser Wilhelm de Física (1914–1932) e professor da Universidade Humboldt de Berlim.
Ele logo se tornou membro da Academia Prussiana de Ciências e, de 1916 a 1918, atuou como presidente da Sociedade Física Alemã. Em 1920, tornou-se Membro Estrangeiro da Academia Real Holandesa de Artes e Ciências e foi eleito Membro Estrangeiro da Sociedade Real (ForMemRS) em 1921.
Status dos Refugiados:
Em 1933, Einstein visitou os Estados Unidos pela terceira vez. Mas, ao contrário das visitas anteriores - onde ele conduzia séries de palestras e passeios - nesta ocasião, ele sabia que não poderia retornar à Alemanha, devido à ascensão do nazismo sob Adolf Hitler. Depois de realizar seu terceiro professor visitante de dois meses em universidades americanas, ele e a esposa Elsa viajaram para Antuérpia, na Bélgica, em março de 1933.
Ao chegarem, quando souberam que sua cabana havia sido invadida pelos nazistas e seu veleiro pessoal confiscado, Einstein renunciou à cidadania alemã. Um mês depois, as obras de Einstein estavam entre as que foram alvo de queima de livros nazistas, e ele foi colocado em uma lista de "inimigos do regime alemão", com uma recompensa de US $ 5.000 na cabeça.
Durante esse período, Einstein se tornou parte de uma grande comunidade de ex-patriotas alemães e judeus na Bélgica, muitos dos quais eram cientistas. Nos primeiros meses, ele alugou uma casa em De Haan, Bélgica, onde morou e trabalhou. Ele também se dedicou a ajudar cientistas judeus a escapar de perseguições e assassinatos nas mãos dos nazistas.
Em julho de 1933, ele foi para a Inglaterra a convite pessoal de seu amigo e oficial da Marinha, comandante Oliver Locker-Lampson. Enquanto estava lá, ele se reuniu com o então membro do Parlamento Winston Churchill e o ex-primeiro-ministro Lloyd George, e pediu que eles ajudassem a tirar cientistas judeus da Alemanha. Segundo um historiador, Churchill enviou o físico Frederick Lindemann à Alemanha para procurar cientistas judeus e colocá-los nas universidades britânicas.
Mais tarde, Einstein entrou em contato com líderes de outras nações, incluindo o primeiro-ministro turco, Ismet Inönü, para pedir ajuda na reinstalação de cidadãos judeus que fugiam dos nazistas. Em setembro de 1933, ele escreveu para Inönü, solicitando a colocação de cientistas alemães-judeus desempregados. Como resultado da carta de Einstein, os convidados judeus para a Turquia totalizaram mais de 1.000 indivíduos.
Embora Locker-Lamspon tenha instado o parlamento britânico a estender a cidadania a Einstein, seus esforços fracassaram e Einstein aceitou uma oferta anterior do Instituto de Estudos Avançados de Princeton, em Nova Jersey, para se tornar um estudioso residente. Em outubro de 1933, Einstein chegou aos EUA e assumiu o cargo.
Na época, a maioria das universidades americanas tinha um número mínimo de professores ou estudantes judeus devido a cotas que limitavam o número de judeus que podiam se matricular ou ensinar. Eles expirariam em 1940, mas continuavam sendo uma barreira para os cientistas americanos-judeus participarem plenamente da vida acadêmica e receberem uma educação universitária.
Em 1935, Einstein solicitou a cidadania permanente nos EUA, o que lhe foi concedido em 1940. Ele permaneceria nos EUA e manteria sua afiliação ao Instituto de Estudos Avançados até sua morte em 1955. Durante esse período, Einstein tentou desenvolver um teoria do campo unificado e refutar a interpretação aceita da física quântica, ambas sem sucesso.
O Projeto Manhattan:
Durante a Segunda Guerra Mundial, Einstein desempenhou um papel importante na criação do Projeto Manhattan - o desenvolvimento da bomba atômica. Esse projeto começou depois que Einstein foi abordado por um grupo de cientistas liderado pelo físico húngaro Leó Szilárd em 1939. Depois de ouvir os avisos de um programa nazista de armas nucleares, ele co-escreveu uma carta ao então presidente Roosevelt, alertando-o sobre o perigo extremo de uma arma dessas nas mãos nazistas.
Embora um pacifista que nunca considerou a idéia de usar a física nuclear para desenvolver uma arma, Einstein estava preocupado com os nazistas possuírem essa arma. Como tal, ele e Szilárd, juntamente com outros refugiados como Edward Teller e Eugene Wigner, “consideravam sua responsabilidade alertar os americanos para a possibilidade de que cientistas alemães pudessem vencer a corrida para construir uma bomba atômica e alertar que Hitler faria isso. estar mais do que disposto a recorrer a essa arma. "
Segundo os historiadores Sarah J. Diehl e James Clay Moltz, a carta foi "indiscutivelmente o estímulo chave para a adoção pelos EUA de investigações sérias sobre armas nucleares às vésperas da entrada dos EUA na Segunda Guerra Mundial". Além da carta, Einstein usou suas conexões com a família real belga e a mãe rainha belga para ter acesso a um enviado pessoal ao Salão Oval da Casa Branca, onde se encontrou com Roosevelt para discutir o perigo pessoalmente.
Como resultado da carta de Einstein e de suas reuniões com Roosevelt, os EUA iniciaram o Projeto Manhattan e mobilizaram todos os recursos necessários para pesquisar, construir e testar a bomba atômica. Em 1945, esse aspecto da corrida armamentista foi vencido pelas potências aliadas, pois a Alemanha nunca conseguiu criar uma arma atômica própria.
Pacifista completo, Einstein mais tarde lamentaria profundamente seu envolvimento no desenvolvimento de armas nucleares. Como ele disse a seu amigo, Linus Pauling, em 1954 (um ano antes de sua morte): “Cometi um grande erro na minha vida - quando assinei a carta ao Presidente Roosevelt, recomendando que fossem feitas bombas atômicas; mas havia alguma justificativa: o perigo que os alemães os enfrentariam.
Teoria da relatividade:
Embora Einstein tenha feito muitas conquistas significativas ao longo dos anos e seja amplamente conhecido por sua contribuição para o estabelecimento do The Manhattan Project, sua teoria mais famosa é a que é representada pela equação simples E = mc² (Onde E é energia m é massa e c é a velocidade da luz). Essa teoria derrubaria séculos de pensamento científico e ortodoxias.
Mas é claro que Einstein não desenvolveu essa teoria no vácuo, e o caminho que o levou a concluir que o tempo e o espaço eram relativos ao observador era longo e sinuoso. A eventual hipótese de relatividade de Einstein foi em grande parte uma tentativa de reconciliar as leis da mecânica de Newton com as leis do eletromagnetismo (como caracterizado pelas equações de Maxwell e pela lei da força de Lorentz).
Por algum tempo, os cientistas estavam lutando com as inconsistências entre esses dois campos, que também se refletiam na física newtoniana. Enquanto Isaac Newton havia adotado a idéia de um espaço e tempo absolutos, ele também aderiu ao princípio da relatividade de Galileu - que afirma que: "Quaisquer dois observadores que se movam em velocidade e direção constantes um em relação ao outro obterão os mesmos resultados para todos os experimentos mecânicos".
Em 1905, quando Einstein publicou seu artigo seminal "Sobre a eletrodinâmica dos corpos em movimento“, O consenso de trabalho entre os cientistas sustentava que a luz que viaja através de um meio móvel seria arrastada pelo meio. Isso, por sua vez, significava que a velocidade medida da luz seria uma soma simples de sua velocidade através o meio mais a velocidade do esse meio.
Essa teoria também sustentava que o espaço era preenchido com um "éter luminífero", um meio hipotético que se acreditava ser necessário para a propagação da luz por todo o universo. De acordo, esse éter seria arrastado ou transportado dentro da matéria em movimento. No entanto, esse consenso resultou em numerosos problemas teóricos que, na época de Einstein, permaneciam sem solução.
Por um lado, os cientistas não conseguiram encontrar um estado absoluto do movimento, o que indicava que o princípio da relatividade do movimento (ou seja, que apenas relativo movimento é observável e não há padrão absoluto de descanso) era válido. Segundo, havia também o problema contínuo colocado pela “aberração estelar”, um fenômeno em que o movimento aparente dos corpos celestes sobre suas localizações dependia da velocidade do observador.
Além disso, testes realizados na velocidade da luz na água (experimento de Fizeau) indicaram que a luz que viaja através de um meio móvel seria arrastada pelo meio, mas não tanto quanto o esperado. Isso apoiou outros experimentos - como a hipótese parcial de arrasto de éter de Fresnel e os experimentos de Sir George Stokes - que propunham que o éter fosse parcial ou inteiramente levado pela matéria.
A teoria da relatividade especial de Einstein foi inovadora, pois ele argumentou que a velocidade da luz é a mesma em todos os referenciais inerciais e introduziu a ideia de que grandes mudanças ocorrem quando as coisas se aproximam da velocidade da luz. Isso inclui a estrutura de tempo-espaço de um corpo em movimento que parece desacelerar e contrair na direção do movimento, quando medida na estrutura do observador.
Conhecida como a Teoria da Relatividade Especial de Einstein, suas observações reconciliaram as equações de Maxwell para eletricidade e magnetismo com as leis da mecânica, simplificaram os cálculos matemáticos, eliminando explicações estranhas usadas por outros cientistas e tornaram a existência de um éter inteiramente supérfluo. Também concordava com a velocidade da luz diretamente observada e explicava as aberrações observadas.
Naturalmente, a teoria de Einstein encontrou reações mistas da comunidade científica e permaneceria controversa por muitos anos. Com sua única equação, E = mc² Einstein simplificou enormemente os cálculos necessários para entender como a luz se propaga. Ele também sugeriu, com efeito, que espaço e tempo (assim como matéria e energia) eram apenas expressões diferentes da mesma coisa.
Entre 1907 e 1911, enquanto ainda trabalhava no escritório de patentes, Einstein começou a considerar como a relatividade especial poderia ser aplicada aos campos de gravidade - o que viria a ser conhecido como Teoria da Relatividade Geral. Isso começou com um artigo intitulado "Sobre o Princípio da Relatividade e as Conclusões DelePublicado em 1907, no qual ele abordou como a regra da relatividade especial também se aplica à aceleração.
Em suma, ele argumentou que a queda livre é realmente um movimento inercial; e para o observador, as regras da relatividade especial devem ser aplicadas. Esse argumento também é conhecido como Princípio da Equivalência, que afirma que a massa gravitacional é idêntica à massa inercial. No mesmo artigo, Einstein também previu o fenômeno da dilatação do tempo gravitacional - onde dois observadores situados a distâncias variáveis de uma massa gravitacional percebem uma diferença na quantidade de tempo entre dois eventos.
Em 1911, Einstein publicou "Sobre a influência da gravitação na propagação da luz“, Que se expandiu no artigo de 1907. Neste artigo, ele previu que uma caixa contendo um relógio que estava acelerando para cima experimentaria tempo mais rápido do que um que estivesse parado ainda dentro de um campo gravitacional imutável. Ele conclui que as taxas de relógios dependem de sua posição em um campo gravitacional e que a diferença na taxa é proporcional ao potencial gravitacional da primeira aproximação.
No mesmo artigo, ele previu que a deflexão da luz dependeria da massa do corpo envolvido. Isso provou ser especialmente influente, porque pela primeira vez ele havia oferecido uma proposta testável. Em 1919, o astrônomo alemão Erwin Finlay-Freundlich instou cientistas de todo o mundo a testar essa teoria medindo a deflexão da luz durante o eclipse solar de maio de 1929.
A previsão de Einstein foi confirmada por Sir Arthur Eddington, cujas observações foram anunciadas logo depois. Em 7 de novembro de 1919, o Os tempos publicou os resultados sob a manchete: “Revolução na Ciência - Nova Teoria do Universo - Idéias Newtonianas Derrubadas”. Desde então, a Relatividade Geral se tornou uma ferramenta essencial na astrofísica moderna. Ele fornece a base para a compreensão atual dos buracos negros, regiões do espaço onde a atração gravitacional é tão forte que nem a luz pode escapar.
Teoria Quântica Moderna:
Einstein também ajudou a avançar a teoria da mecânica quântica. Ao longo da década de 1910, essa ciência estava se expandindo em escopo para cobrir muitos sistemas diferentes. Einstein contribuiu para esses desenvolvimentos avançando a teoria dos quanta para a luz e a usou para explicar vários efeitos termodinâmicos que contradiziam a mecânica clássica.
Em seu artigo de 1905, "Do ponto de vista heurístico da produção e transformação da luz", Ele postulou que a própria luz consiste em partículas localizadas (ou seja, quanta). Essa teoria seria rejeitada por seus contemporâneos - incluindo Neils Bohr e Max Planck - mas seria comprovada em 1919 com experimentos que mediam o efeito fotoelétrico.
Ele expandiu isso ainda mais em seu artigo de 1908, "O desenvolvimento de nossas visões sobre a composição e a essência da radiação", Onde ele mostrou que os quanta de energia de Max Planck devem ter um momento bem definido e agir em alguns aspectos como partículas independentes e pontuais. Este artigo introduziu o fóton conceito e inspirou a noção de dualidade onda-partícula (isto é, a luz se comportando como partícula e como onda) na mecânica quântica.
Em seu artigo de 1907, "Teoria da radiação de Planck e teoria do calor específico“, Einstein propôs um modelo de matéria em que cada átomo em uma estrutura de treliça é um oscilador harmônico independente - existente em estados quantizados igualmente espaçados. Ele propôs essa teoria porque era uma demonstração particularmente clara de que a mecânica quântica poderia resolver o problema específico do calor na mecânica clássica.
Em 1917, Einstein publicou um artigo intitulado "Sobre a teoria quântica da radiação”, Que propôs a possibilidade de emissão estimulada, o processo físico que possibilita a amplificação por microondas e o laser. Este artigo teve enorme influência no desenvolvimento posterior da mecânica quântica, porque foi o primeiro artigo a mostrar que as estatísticas das transições atômicas tinham leis simples.
Este trabalho iria inspirar o artigo de Erwin Schrödinger de 1926, "Quantização como um problema de autovalor". Neste artigo, ele publicou sua agora famosa equação de Schrödinger, onde descreve como o estado quântico de um sistema quântico muda com o tempo. Este artigo foi universalmente comemorado como uma das realizações mais importantes do século XX e criou uma revolução na maioria das áreas da mecânica quântica, bem como em toda a física e química.
Curiosamente, com o tempo, Einstein ficaria descontente com a teoria da mecânica quântica que ele ajudou a criar, sentindo que estava inspirando uma sensação de caos e aleatoriedade nas ciências. Em resposta, ele fez sua famosa citação: "Deus não está jogando dados", e voltou ao estudo dos fenômenos quânticos.
Isso o levou a propor o paradoxo de Einstein – Podolsky-Rosen (paradoxo da EPR), nomeado para Einstien e seus associados - Boris Podolisky e Nathan Rosen. Em seu artigo de 1935, intitulado “A descrição da mecânica física quântica da realidade física pode ser considerada completa?”, Eles alegaram demonstrar que o emaranhamento quântico violava a visão realista local da causalidade - com Einstein se referindo a ela como “ação assustadora à distância”.
Ao fazer isso, eles afirmaram que a função de onda da mecânica quântica não forneceu uma descrição completa da realidade física, um paradoxo importante que teria implicações importantes para a interpretação da mecânica quântica. Embora o paradoxo da EPR se provasse incorreto após a morte de Einstein, ele ajudou a contribuir para um campo que ele ajudou a criar, mas depois tentou refutar até o final de seus dias.
Constante cosmológica e buracos negros:
Em 1917, Einstein aplicou a Teoria Geral da Relatividade para modelar a estrutura do universo como um todo. Embora ele preferisse a idéia de um universo que fosse eterno e imutável, isso não era consistente com suas teorias sobre a relatividade, que previam que o universo estava em um estado de expansão ou contração.
Para resolver isso, Einstein introduziu um novo conceito na teoria, conhecido como Constante Cosmológica (representada por um Lambda). O objetivo disso era retificar os efeitos da gravidade e permitir que todo o sistema permanecesse uma esfera estática e eterna. No entanto, em 1929, Edwin Hubble confirmou que o universo está se expandindo. Depois de visitar o Observatório Mount Wilson com o Hubble, Einstein descartou formalmente a constante cosmológica.
No entanto, o conceito foi revisitado no final de 2013, quando um manuscrito anteriormente não descoberto de Einstein (intitulado "Sobre o problema cosmológico") foi descoberto. Neste manuscrito, Einstein propôs uma revisão do modelo, na qual a constante era responsável pela criação de uma nova matéria à medida que o universo se expandia - garantindo assim que a densidade média do universo nunca mudasse.
Isso é consistente com o modelo obsoleto de cosmologia Steady State (proposto mais tarde em 1949) e com a compreensão moderna de hoje da energia escura. Em essência, o que Einstein descreveu em muitas de suas biografias como seu “maior erro” acabaria sendo reavaliado e considerado como parte de um mistério maior do universo - a existência de massa e energia invisíveis que mantêm o equilíbrio cosmológico.
Em 1915, poucos meses após Einstein ter publicado sua Teoria da Relatividade Geral, o físico e astrônomo alemão Karl Schwarzschild encontrou uma solução para as equações do campo de Einstein que descreviam o campo gravitacional de um ponto e massa esférica. Essa solução, agora chamada raio de Schwarzschild, descreve um ponto em que a massa de uma esfera é tão comprimida que a velocidade de escape da superfície seria igual à velocidade da luz.
Com o tempo, outros físicos chegaram às mesmas conclusões independentemente. Em 1924, o astrofísico inglês Arthur Eddington comentou sobre como a teoria de Einstein nos permite excluir densidades excessivamente grandes para estrelas visíveis, alegando que elas “produziriam tanta curvatura da métrica espaço-tempo que o espaço se fecharia ao redor da estrela, deixando-nos fora (isto é, lugar nenhum). ”
Em 1931, o astrofísico indiano-americano Subrahmanyan Chandrasekhar calculou, usando a Relatividade Especial, que um corpo não rotativo de matéria degenerada por elétrons acima de uma certa massa limitante entraria em colapso. Em 1939, Robert Oppenheimer e outros concordaram com a análise de Chandrasekhar, alegando que estrelas de nêutrons acima de um limite prescrito entrariam em colapso em buracos negros e concluíram que nenhuma lei da física provavelmente interferia e impediria que pelo menos algumas estrelas colapsassem em buracos negros.
Oppenheimer e seus co-autores interpretaram a singularidade na fronteira do raio de Schwarzschild como indicando que essa era a fronteira de uma bolha na qual o tempo parou. Para o observador externo, eles veriam a superfície da estrela congelada no tempo no instante do colapso, mas um observador infalível teria uma experiência totalmente diferente.
Outras realizações:
Além de revolucionar nossa compreensão do tempo, espaço, movimento e gravidade com suas teorias da relatividade especial e geral, Einstein também fez inúmeras outras contribuições ao campo da física. De fato, Einstein publicou centenas de livros e artigos em sua vida, além de mais de 300 artigos científicos e 150 não científicos.
Em 5 de dezembro de 2014, universidades e arquivos de todo o mundo começaram a lançar oficialmente os papéis coletados de Einstein, que compreendiam mais de 30.000 documentos exclusivos. Por exemplo, dois artigos publicados em 1902 e 1903 - "Teoria Cinética do Equilíbrio Térmico e da Segunda Lei da Termodinâmica"E"Uma teoria dos fundamentos da termodinâmica”- tratou do assunto da termodinâmica e do movimento browniano.
Por definição, o movimento browniano afirma que onde uma pequena quantidade de partículas oscila sem direção preferida, elas se espalham para preencher todo o meio. Dirigindo isso do ponto de vista estatístico, Einstein acreditava que a energia cinética de partículas oscilantes em um meio poderia ser transmitida a partículas maiores, que por sua vez podiam ser observadas ao microscópio - provando a existência de átomos de tamanhos variados.
Esses documentos foram a base do artigo de 1905 sobre o movimento browniano, que mostrou que ele pode ser interpretado como uma evidência firme de que existem moléculas. Essa análise seria posteriormente verificada pelo físico francês Jean-Baptiste Perrin, e Einstein recebeu o Prêmio Nobel de Física em 1926. Seu trabalho estabeleceu a teoria física do movimento browniano e encerrou o ceticismo sobre a existência de átomos e moléculas como entidades físicas reais .
Após sua pesquisa sobre a Relatividade Geral, Einstein iniciou uma série de tentativas de generalizar sua teoria geométrica da gravitação para incluir o eletromagnetismo como outro aspecto de uma única entidade. Em 1950, ele descreveu sua "teoria do campo unificado" em um artigo intitulado "Sobre a teoria generalizada da gravitação“, Que descreve sua tentativa de resolver todas as forças fundamentais do universo em uma única estrutura.
Embora ele continuasse sendo elogiado por seu trabalho, Einstein se tornou cada vez mais isolado em sua pesquisa, e seus esforços acabaram sendo malsucedidos. No entanto, o sonho de Einstein de unificar outras leis da física com a gravidade continua até hoje, informando esforços para desenvolver uma Teoria de Tudo (ToE) - em particular a Teoria das Cordas, onde os campos geométricos emergem em um cenário mecânico-quântico unificado.
Seu trabalho com Podolsky e Rosen, na esperança de refutar o conceito de entrelaçamento quântico, também levou Einstein e seus colegas a propor um modelo de buraco de minhoca. Usando a teoria de Schwarzschild sobre buracos negros, e na tentativa de modelar partículas elementares com carga como uma solução para equações de campos gravitacionais, ele descreveu uma ponte entre dois fragmentos de espaço.
Se uma extremidade do buraco de minhoca fosse carregada positivamente, a outra extremidade seria carregada negativamente. Essas propriedades levaram Einstein a acreditar que pares de partículas e antipartículas poderiam ser enredados sem violar as leis da Relatividade. Este conceito tem visto bastante trabalho nos últimos anos, com cientistas tendo criado com sucesso um buraco de minhoca magnético em um laboratório.
E em 1926, Einstein e seu ex-aluno Leó Szilárd co-inventaram a geladeira Einstein, um dispositivo que não tinha partes móveis e dependia apenas da absorção de calor para resfriar seu conteúdo. Em novembro de 1930, eles receberam uma patente por seu design. No entanto, seus esforços foram logo prejudicados pela Era da Depressão, a invenção do Freon e a empresa sueca Electrolux adquirindo suas patentes.
As tentativas de ressuscitar a tecnologia começaram nos anos 90 e 2000, com equipes de estudantes da Georgia Tech e da Universidade de Oxford tentando construir sua própria versão da geladeira Einstein. Devido à conexão comprovada de Freon ao esgotamento do ozônio, e deseja reduzir nosso impacto no meio ambiente usando menos eletricidade, o design é considerado uma alternativa ecológica e um dispositivo útil para o mundo em desenvolvimento.
Morte e Legado:
Em 17 de abril de 1955, Albert Einstein sofreu um sangramento interno causado pela ruptura de um aneurisma da aorta abdominal, que ele procurara por cirurgia há sete anos. Ele levou o rascunho de um discurso que estava preparando para uma aparição na televisão, comemorando o sétimo aniversário do Estado de Israel, com ele no hospital, mas ele não viveu o suficiente para concluí-lo.
Einstein recusou a cirurgia, dizendo: “Quero ir quando quiser. É insípido prolongar a vida artificialmente. Eu fiz minha parte, é hora de partir. Eu farei isso com elegância. Ele morreu no Hospital de Princeton na manhã seguinte aos 76 anos, tendo continuado a trabalhar até perto do fim.
Durante a autópsia, o patologista do Hospital de Princeton (Thomas Stoltz Harvey) removeu o cérebro de Einstein para preservação, embora sem a permissão de sua família. Segundo Harvey, ele fez isso na esperança de que as futuras gerações de neurocientistas pudessem descobrir a causa do gênio de Einstein. Os restos mortais de Einstein foram cremados e suas cinzas foram espalhadas em um local não revelado.
Por toda a sua vida de realizações, Einstein recebeu inúmeras honras, tanto durante a sua vida quanto postumamente. In 1921, he was awarded the Nobel Prize in Physics for his explanation of the photoelectric effect, as his theory of relativity was still considered somewhat controversial. In 1925, the Royal Society awarded him the Copley Medal, the oldest Royal Society medal still awarded.
In 1929, Max Planck presented Einstein with the Max Planck medal of the German Physical Society in Berlin, for extraordinary achievements in theoretical physics. In 1934 Einstein gave the Josiah Willard Gibbs lecture, an prestigious annual event where the American Mathematical Society awards a prize for achievements in the field of mathematics. In 1936, Einstein was awarded the Franklin Institute‘s Franklin Medal for his extensive work on relativity and the photoelectric effect.
In 1949, in honor of Einstein’s 70th birthday, the the Lewis and Rosa Strauss Memorial Fund established the Albert Einstein Award. Also known as the Albert Einstein Medal (because it is accompanied with a gold medal) this award was established to recognize high achievement in theoretical physics and the natural sciences.
Since his death, Einstein has been honored by having countless schools, buildings, and memorials named after him. The Luitpold Gymnasium, where he received his early education, was renamed the Albert Einstein Gymnasium in his honor. In August of 1955, four months after Einstein’s death, the 99th chemical element on the Periodic Table was named “einsteinium”.
Also in 1955, the Albert Einstein College of Medicine, a research-intensive not-for-profit, private, and nonsectarian medical school was founded in the Morris Park neighborhood of the Bronx in New York City. Between 1965 and 1978, the US Postal Service issued a series of commemorative stamps known as the Prominent American Series. Einstein was honored with a 8¢ stamp in 1966, the second year of the series.
Similar stamps were issued by the state of Israel in 1956 (a year after his death) and the Soviet Union in 1973. In 1973, an inner main belt asteroid was discovered, which was named 2001 Einstein in his honor. In 1977, the Albert Einstein Society was founded in Bern, Switzerland. Since 1979, they began issuing the Albert Einstein Medal, an annual award presented to people who have “rendered outstanding services” in connection with Einstein.
In 1979, the National Academy of Sciences commissioned the Albert Einstein Memorial on Constitution Avenue in central Washington, D.C. The bronze statue depicts Einstein seated with manuscript papers in hand. In 1990, his name was added to the Walhalla temple for “laudable and distinguished Germans”, which is located in Donaustauf in Bavaria.
In Potsdam, Germany, the Albert Einstein Science Park was constructed on Telegrafenberg hill. The best known building in the park is the Einstein Tower, an astrophysical observatory that was built to perform checks of Einstein’s theory of General Relativity, which has a bust of Einstein at the entrance.
In 1999 Time magazine named him the Person of the Century, ahead of Mahatma Gandhi and Franklin Roosevelt, among others. In the words of a biographer, “to the scientifically literate and the public at large, Einstein is synonymous with genius”. Also in 1999, an opinion poll of 100 leading physicists ranked Einstein the “greatest physicist ever”.
Also in 1999, a Gallup poll conducted recorded him as being the fourth most admired person of the 20th century in the U.S. – Mother Teresa, Martin Luther King, Jr. and John F. Kennedy ranked first through third.
The International Union of Pure and Applied Physics named 2005 the “World Year of Physics” in commemoration of the 100th anniversary of the publication of the “annus mirabilis” papers. In 2008, Einstein was inducted into the New Jersey Hall of Fame. And every year, the Chicago-based Albert Einstein Peace Prize Foundation issues the Albert Einstein Peace Prize, an award that comes with a bursary of $50,000.
Einstein has also been the subject of or inspiration for many novels, films, plays, and works of music. He is a favorite model for fictional representations of the mad scientist and the absent-minded professor, with depictions of these archetypes closely mirroring (and exaggerating) his expressive face and distinctive hairstyle.
Einstein’s contributions to the sciences are immeasurable. When he began his career, scientists were still struggling to reconcile how Newtonian mechanics applied to an ever-widening universe. But thanks to his theories, we would come to understand that there are no absolute frames of reference, and everything depends on the speed and position of the observer.
His work with the behavior of light would also help speed the revolution being made in quantum physics, where scientists began to understand the behavior of matter at the subatomic level. In so doing, Einstein helped to create the two pillars of modern science – Relativity, for dealing with objects on the macro scale; and quantum mechanics, which deals with things on the tiniest of scales.
But Einstein’s legacy goes far beyond what he advanced in his lifetime. In attempting to reconcile his personal beliefs in a universe that made sense with his scientific findings, he introduced a concept that would later become part of our current cosmological models (Dark Matter). These and other ideas would go on to be reconsidered after his death, thus proving that he was not only the greatest mind of his time, but perhaps one of the greatest minds that ever lived.
We have written many articles about Albert Einstein for Space Magazine. Here’s an article about the speed of light, and one about Why Einstein Will Never Be Wrong, and Einstein’s Theory of Relativity. And here’s are some famous Albert Einstein quotes.
Astronomy Cast also has several episodes about Einstein’s greatest theories, like Episode 235: Einstein, Episode 9: Einstein’s Theory of Special Relativity, Episode 280: Cosmological Constant, Episode 287: E=mc², and Episode 31: tring Theory, Time Travel, White Holes, Warp Speed, Multiple Dimensions, and Before the Big Bang
For more information, check out Albert Einstein’s biographical page at Biography.com and NobelPrize.org.
