Albert Einstein

Albert Einstein (14. märts 1879 - 18. aprill 1955) oli saksa päritolu teadlane. Ta tegeles teoreetilise füüsikaga. Ta töötas välja relatiivsusteooria. Ta sai 1921. aastal Nobeli füüsikapreemia teoreetilise füüsika eest. Tema kuulus võrrand on E = m c 2 {\displaystyle E=mc^{2}} {\displaystyle E=mc^{2}}(E = energia, m = mass, c = valguse kiirus).

Oma karjääri alguses ei pidanud Einstein Newtoni mehaanikat piisavaks, et ühitada (kokku viia) klassikalise mehaanika seadusi ja elektromagnetvälja seadusi. Aastatel 1902-1909 töötas ta selle parandamiseks välja erirelatiivsusteooria. Einstein arvas ka, et Isaac Newtoni ettekujutus gravitatsioonist ei olnud täiesti õige. Nii laiendas ta oma ideid erilise relatiivsusteooria kohta, et lisada gravitatsioon. 1916. aastal avaldas ta oma gravitatsiooniteooriat sisaldava üldrelatiivsusteooriat käsitleva artikli.

1933. aastal külastas Einstein Ameerika Ühendriike. Saksamaal tulid võimule Adolf Hitler ja natsid. Einstein, kes oli juudi rahvusest, ei pöördunud Hitleri antisemiitliku poliitika tõttu Saksamaale tagasi. Ta elas Ameerika Ühendriikides ja sai 1940. aastal Ameerika Ühendriikide kodanikuks. Teise maailmasõja alguses saatis ta president Franklin D. Rooseveltile kirja, milles selgitas talle, et Saksamaa on valmistamas tuumarelva; seega soovitas Einstein, et ka USA peaks seda tegema. See viis Manhattani projekti elluviimiseni ning USAst sai esimene riik ajaloos, kes lõi ja kasutas aatomipommi (mitte Saksamaa, vaid Jaapani vastu). Einstein ja teised füüsikud, nagu Richard Feynman, kes töötasid Manhattani projektis, kahetsesid hiljem, et pommi kasutati Jaapani vastu.

Einstein elas Princetonis ja oli üks esimesi liikmeid, kes kutsuti Institute for Advanced Study'sse, kus ta töötas kogu oma ülejäänud elu. Teda peetakse laialdaselt üheks kõigi aegade suurimaks teadlaseks. Tema panus aitas panna aluse kõigile kaasaegsetele füüsikavaldkondadele, sealhulgas kvantmehaanikale ja relatiivsusteadusele.

Albert Einstein 1947. aastalZoom
Albert Einstein 1947. aastal

Life

Varajane elu

Einstein sündis 14. märtsil 1879 Saksamaal Württembergi liidumaal Ulmis. Tema perekond oli juudi, kuid ei olnud väga religioosne. Hilisemas elus hakkas Einstein siiski väga huvituma oma judaismist. Einstein hakkas rääkima alles 2-aastaselt. Tema noorema õe Maja sõnul "oli tal keeleoskus nii raske, et tema ümbritsevad inimesed kartsid, et ta ei õpi kunagi ära". Kui Einstein oli umbes 4-aastane, kinkis isa talle magnetkompassi. Ta püüdis kõvasti aru saada, kuidas nõel näib ise liikuvat nii, et see näitab alati põhja poole. Nõel oli suletud korpuses, nii et ilmselgelt ei saanud nõela miski nagu tuul seda ümber lükata, ja ometi liikus see. Niisiis hakkas Einstein niimoodi huvi tundma teaduse ja matemaatika uurimise vastu. Tema kompass andis talle ideid teaduse maailma uurimiseks.

Kui ta sai vanemaks, läks ta Šveitsi kooli. Pärast lõpetamist sai ta seal tööd patendiametis. Seal töötades kirjutas ta dokumendid, mis tegid ta suure teadlasena kuulsaks.

Einstein abiellus 1903. aasta jaanuaris 20-aastase serblanna Mileva Marićiga.

1917. aastal haigestus Einstein väga raskelt haigusse, mis peaaegu tappis ta. Tema nõbu Elsa Löwenthal hooldas teda terveks. Pärast seda lahutas Einstein 14. veebruaril 1919 Milevast ja abiellus 2. juunil 1919 Elsaga.

Lapsed

Einsteini esimene tütar oli "Lieserl" (keegi ei tea tema õiget nime). Ta sündis 1902. aasta esimestel kuudel Vojvodinas, Austria-Ungaris, Novi Sadis. Ta veetis oma väga lühikese elu (arvatavasti vähem kui 2 aastat) serbia vanavanemate hoole all. Arvatakse, et ta suri tulipunase palaviku tõttu. Mõned usuvad, et ta võis sündida Downi sündroomiks nimetatud häirega, kuigi seda ei ole kunagi tõestatud. Keegi ei teadnud tema olemasolust kuni 1986. aastani, mil Einsteini lapselaps avastas kingakarbi, mis sisaldas 54 armastuskirja (enamik neist Einsteinilt), mida Mileva ja Einstein vahetasid aastatel 1897 kuni 1903. aasta septembrini.

Einsteini kaks poega olid Hans Albert Einstein ja Eduard Tete Einstein. Hans sündis 1904. aasta mais Šveitsis Bernis ja Eduard sündis 1910. aasta juulis Šveitsis Zürichis. Eduard suri 55-aastaselt insuldi tagajärjel Zürichi psühhiaatriahaiglas. Ta oli skisofreenia tõttu eluaeg viibinud hooldekodus ja sealt välja.

Hilisem elu

Vahetult enne Esimese maailmasõja algust kolis ta tagasi Saksamaale ja sai sealse kooli juhatajaks. Ta elas Berliinis kuni natside valitsuse võimuletulekuni. Natsid vihkasid inimesi, kes olid juudid või pärinesid juudi perekondadest. Nad süüdistasid Einsteini "juudi füüsika" loomisele kaasaaitamises ja Saksa füüsikud püüdsid tõestada, et tema teooriad on valed.

1933. aastal kolisid Einstein ja Elsa natside surmaähvarduste ja natside kontrolli all oleva Saksa ajakirjanduse vihkamise tõttu Ameerika Ühendriikidesse Princetoni, New Jersey osariiki. 1940. aastal sai Einstein Ameerika Ühendriikide kodanikuks.

Teise maailmasõja ajal kirjutasid Einstein ja Leó Szilárd USA presidendile Franklin D. Rooseveltile, et Ameerika Ühendriigid peaksid leiutama aatompommi, et natside valitsus ei saaks neid võita. Ta oli ainus, kes kirjutas kirjale alla. Ta ei osalenud siiski Manhattani projektis, mis oli projekt, mille käigus loodi aatomipomm.

Einsteinile, kes oli juut, kuid mitte Iisraeli kodanik, pakuti 1952. aastal presidendiks, kuid ta keeldus sellest, öeldes: "Ma olen sügavalt liigutatud meie Iisraeli riigi pakkumisest ning korraga kurb ja häbi, et ma ei saa seda vastu võtta. " Ehud Olmert kaalus väidetavalt presidendikoha pakkumist teisele mitteisraellasele, Elie Wieselile, kuid ta olevat "väga mitte huvitatud".

Ta õpetas füüsikat Princetoni instituudis (Princeton, New Jersey) kuni oma surmani 18. aprillil 1955 aordi aneurüsmast. Ta kirjutas veel tunde enne oma surma kvantfüüsikast. Talle anti Nobeli füüsikapreemia.

Erirelatiivsusteooria

Erilise relatiivsusteooria avaldas Einstein 1905. aastal kirjutises "Liikuvate kehade elektrodünaamika". Selles öeldakse, et nii kauguse kui ka aja mõõtmised muutuvad valguse kiiruse lähedal. See tähendab, et valguse kiirusele (ligi 300 000 kilomeetrit sekundis) lähenedes tunduvad pikkused lühemad ja kellad tiksuvad aeglasemalt. Einstein ütles, et eriline relatiivsusteooria põhineb kahel ideel. Esimene on see, et füüsikaseadused on ühesugused kõigi vaatlejate jaoks, kes üksteise suhtes ei liigu.

Sama kiirusega samas suunas liikuvaid asju nimetatakse "inertsiaalses raamis" olevat.

Inimesed mõõdavad samas "raamis", kui kaua midagi juhtub. Nende kellad hoiavad sama aega. Kuid teises "raamis" liiguvad nende kellad erineva kiirusega. Põhjus, miks see juhtub, on järgmine. Ükskõik, kuidas vaatleja ka ei liiguks, kui ta mõõdab sellest tähest tuleva valguse kiirust, on see alati sama number.

Kujutage ette, et astronaut oleks üksi teises universumis. Seal on lihtsalt astronaut ja kosmoselaev. Kas ta liigub? Kas ta seisab paigal? Need küsimused ei tähenda midagi. Miks? Sest kui me ütleme, et me liigume, siis mõtleme, et me saame mõõta oma kaugust millestki muust eri aegadel. Kui numbrid muutuvad suuremaks, siis me eemaldume. Kui numbrid muutuvad väiksemaks, siis me liigume lähemale. Selleks, et teil oleks liikumine, peab teil olema vähemalt kaks asja. Lennuk võib liikuda mitusada kilomeetrit tunnis, kuid reisijad ütlevad: "Ma lihtsalt istun siin".

Oletame, et mõned inimesed on kosmoselaeval ja nad tahavad teha täpset kella. Ühte otsa panevad nad peegli ja teise otsa panevad nad lihtsa masina. See tulistab ühe lühikese valgussähvatuse peegli poole ja ootab siis. Valgus tabab peeglit ja põrkab tagasi. Kui see tabab masina valgusdetektorit, ütleb masin: "Loendaja = 1", samal ajal tulistab ta veel ühe lühikese valgussähvatuse peegli poole ja kui see valgus tagasi tuleb, ütleb masin: "Loendaja = 2". Nad otsustavad, et teatud arvu põrgatusi määratletakse sekundina, ja panevad masina muutma sekundite loendurit iga kord, kui ta on tuvastanud selle arvu põrgatusi. Iga kord, kui ta muudab sekundite loendurit, vilgub ka valgus läbi masina all asuva aknaluugi. Nii et keegi väljastpoolt näeb iga sekundiga vilkuvat valgust.

Iga põhikooliõpilane õpib valemit d=rt (vahemaa võrdub kiiruse ja aja korrutisega). Me teame valguse kiirust ja me saame hõlpsasti mõõta masina ja peegli vahelise kauguse ning korrutada selle, et saada valguse läbitud vahemaa. Seega on meil olemas nii d kui ka r ja me saame hõlpsasti arvutada t. Kosmoselaeva inimesed võrdlevad oma uut "valguskella" erinevate käekellade ja muude kelladega ning on rahul, et nad saavad oma uue valguskellaga hästi aega mõõta.

Nüüd juhtub, et see kosmoselaev sõidab väga kiiresti. Nad näevad kosmoselaeva kella välgatust ja siis näevad nad veel üht välgatust. Ainult et välgud ei tule sekundilise vahega. Need tulevad aeglasemalt. Valgus liigub alati sama kiirusega, d = rt. Seepärast ei vilgu kosmoselaeva kell välise vaatleja jaoks kord sekundis.

Ka eriline relatiivsusteooria seostab energiat ja massi Albert Einsteini valemiga E=mc2.

Mõlema tähe valguse kiirust mõõdetakse sama kiirusega.Zoom
Mõlema tähe valguse kiirust mõõdetakse sama kiirusega.

Läbitud vahemaa on suhteline erinevate võrdlusstandardite suhtes.Zoom
Läbitud vahemaa on suhteline erinevate võrdlusstandardite suhtes.

Valguskell on puhkeseisundis kiirem ja liikumises aeglasemZoom
Valguskell on puhkeseisundis kiirem ja liikumises aeglasem

Massi-energia ekvivalentsus

E=mc2, mida nimetatakse ka massi ja energia ekvivalentsuseks, on üks neist asjadest, mille poolest Einstein on kõige kuulsam. See on kuulus füüsika ja matemaatika võrrand, mis näitab, mis juhtub, kui mass muutub energiaks või energia muutub massiks. "E" võrrandis tähistab energiat. Energia on number, mille annad objektidele sõltuvalt sellest, kui palju nad suudavad teisi asju muuta. Näiteks võib munal rippuv telliskivi anda munale piisavalt energiat, et see purustada. Muna kohal rippuval sulel ei ole piisavalt energiat, et muna vigastada.

On olemas kolm põhilist energia vormi: potentsiaalne energia, kineetiline energia ja puhkenergia. Kahte neist energialiikidest saab näha eespool toodud näidetes ja pendli näites.

A pendulum converts potential energy to kinetic energy and back.

Kanoonikuuli ripub trossi küljes raudrõnga küljes. Hobune tõmbab suurtükikuuli paremale poole. Kui kahurikuul lastakse lahti, liigub see edasi-tagasi, nagu on kujutatud joonisel. See teeks seda igavesti, välja arvatud see, et köie liikumine rõngas ja hõõrdumine teistes kohtades põhjustab hõõrdumist ja hõõrdumine võtab kogu aeg veidi energiat ära. Kui me hõõrdumisest tulenevaid kadusid ignoreerime, siis hobuse poolt antud energia antakse kahurikuulile potentsiaalse energiana. (Sellel on energiat, sest ta on kõrgel ja võib alla kukkuda.) Kui kahurikuulikuuli alla kiigub, saab ta üha rohkem kiirust, nii et mida lähemale ta jõuab, seda kiiremini ta liigub ja seda tugevamini tabab ta teid, kui te seisate selle ees. Seejärel aeglustub ta, kuna tema kineetiline energia muutub tagasi potentsiaalseks energiaks. "Kineetiline energia" tähendab lihtsalt energiat, mis on millelgi, sest see liigub. "Potentsiaalne energia" tähendab lihtsalt energiat, mis on millelgi, sest see on mingis kõrgemas asendis kui midagi muud.

Kui energia liigub ühest vormist teise, jääb energiakogus alati samaks. Seda ei saa luua ega hävitada. Seda reeglit nimetatakse "energia säilimise seaduseks". Näiteks kui te viskate palli, siis energia kandub teie käest palli vabastades üle pallile. Kuid energia, mis oli teie käes, ja energia, mis on nüüd palli sees, on sama arv. Pikka aega arvasid inimesed, et energia säilimine on kõik, millest on vaja rääkida.

Kui energia muundub massiks, ei jää energia hulk samaks. Kui mass muundub energiaks, ei jää ka energia hulk samaks. Kuid aine ja energia hulk jääb samaks. Energia muutub massiks ja mass muutub energiaks viisil, mis on määratletud Einsteini võrrandiga E = mc2.

"m" Einsteini võrrandis tähistab massi. Mass on mingis kehas oleva aine hulk. Kui te teaksite prootonite ja neutronite arvu mingis aineosakeses, näiteks telliskivis, siis saaksite selle kogumassi arvutada kõigi prootonite ja neutronite masside summana. (Elektronid on nii väikesed, et need on peaaegu tähtsusetud.) Massid tõmbavad üksteist ja väga suur mass, nagu näiteks Maa mass, tõmbab väga tugevalt lähedal asuvaid asju. Jupiteril kaaluksite palju rohkem kui Maal, sest Jupiter on nii suur. Kuu peal kaaluksite palju vähem, sest selle mass on vaid umbes kuuendiku võrra väiksem kui Maa oma. Kaal on seotud tellise (või inimese) massiga ja selle massiga, mis vedruga kaalus seda alla tõmbab - mis võib olla väiksem kui Päikesesüsteemi väikseim kuu või suurem kui Päike.

Massi, mitte kaalu, saab muuta energiaks. Teine võimalus seda ideed väljendada on öelda, et ainet saab muundada energiaks. Massiühikuid kasutatakse aine hulga mõõtmiseks. Mass või aine kogus milleski asjas määrab, kui palju energiat saab sellest asjast muuta.

Energiat saab muuta ka massiks. Kui te lükkaksite lapsevankrit aeglasel sammul ja leiaksite, et seda on lihtne lükata, kuid kui te lükkaksite seda kiirel sammul ja leiaksite, et seda on raskem liigutada, siis te imestaksite, mis lapsevankriga viga on. Kui te prooviksite siis joosta ja avastaksite, et lapsevankri liigutamine mis tahes kiiremal kiirusel on nagu vastu telliskiviseina surumine, siis oleksite väga üllatunud. Tõsi on see, et kui midagi liigutatakse, siis selle mass suureneb. Inimene tavaliselt ei märka seda massi suurenemist, sest kiirusel, millega inimesed tavaliselt liiguvad, ei ole massi suurenemine peaaegu midagi.

Kui kiirused lähenevad valguse kiirusele, siis muutub massi muutumine võimatuks, et seda mitte märgata. Põhiline kogemus, mida me kõik igapäevaelus jagame, on see, et mida tugevamini me midagi, näiteks autot, surume, seda kiiremini saame selle liikuma. Aga kui midagi, mida me tõukame, liigub juba suure osaga valguse kiirusest, leiame, et see kogub pidevalt massi, nii et seda on üha raskem kiiremini liikuma panna. Mingit massi ei ole võimalik panna liikuma valguskiirusega, sest selleks oleks vaja lõpmatut energiat.

Mõnikord muutub mass energiaks. Tavalised näited elementidest, mis teevad selliseid muutusi, mida me nimetame radioaktiivsuseks, on raadium ja uraan. Uraani aatom võib kaotada alfaosakese (heeliumi aatomituuma) ja muutuda uueks elemendiks, millel on kergem tuum. Siis kiirgab see aatom kaks elektroni, kuid see ei ole veel stabiilne. Ta kiirgab mitmeid alfaosakesi ja elektrone, kuni lõpuks saab temast element Pb ehk see, mida me nimetame pliiks. Kõiki neid massi omavaid osakesi välja paisates on ta oma massi vähendanud. Samuti on see tekitanud energiat.

Enamiku radioaktiivsuse puhul ei muutu kogu mass energiaks. Aatomipommis muundub uraan krüptooniks ja baariumiks. Tekkinud krüptooni ja baariumi mass ja algse uraani mass erinevad veidi, kuid muutuse käigus vabanev energia on tohutu. Üks võimalus seda ideed väljendada on kirjutada Einsteini võrrand järgmiselt:

E = (muraan - mkrüptoon ja baarium) c2

Võrrandis olev c2 tähistab valguse kiiruse ruutu. Ruutu panna tähendab, et korrutada midagi iseendaga, nii et kui te peaksite valguse kiiruse ruutu panema, oleks see 299 792 458 meetrit sekundis korda 299 792 458 meetrit sekundis, mis on ligikaudu
(3-108)2 = (9-1016 meetrit2)/sekund2=90
000 000 000 000 000 meetrit2/sekund2Sellest tulenevalt
oleks ühe kilogrammi toodetud energia:
E = 1 kg - 90,000,000,000,000,000,000,000 meetrit2/sekund2E
= 90,000,000,000,000,000,000 kg meetrit2/sekund2võiE
= 90,000,000,000,000,000,000 džaulivõi
E = 90 000 000 terajoule

Hiroshima kohal plahvatanud aatompommi poolt vabanes umbes 60 terajoule. Nii et umbes kaks kolmandikku grammi radioaktiivsest massist selles aatompommis pidi kaduma (muutuma energiaks), kui uraan muutus krüptooniks ja baariumiks.

Einsteini pilt pärast Nobeli preemia saamist, 1921. aastaZoom
Einsteini pilt pärast Nobeli preemia saamist, 1921. aasta

Albert Einstein, 1921Zoom
Albert Einstein, 1921

BEC

Bose-Einsteini kondensaadi idee sai alguse S. N. Bose ja prof Einsteini koostööst. Einstein ise seda ei leiutanud, vaid hoopis täiustas seda ideed ja aitas sellel populaarseks saada.

Nullpunkti energia

Nullpunkti energia mõiste töötasid Saksamaal välja Albert Einstein ja Otto Stern 1913. aastal.

Impulss, mass ja energia

Klassikalises füüsikas seletatakse impulssi võrrandiga:

p = mv

kus

p kujutab endast impulssi

m tähistab massi

v tähistab kiirust (kiirust)

Kui Einstein üldistas klassikalist füüsikat, et lisada liikuva aine kiirusest tingitud massi suurenemine, jõudis ta võrrandini, mis ennustas, et energia koosneb kahest komponendist. Üks komponent hõlmab "puhkemassi" ja teine komponent hõlmab impulssi, kuid impulss ei ole klassikaliselt määratletud. Võrrandis on mõlema komponendi väärtused tavaliselt suuremad kui null:

E2 = (m0c2)2 + (pc)2

kus

E tähistab osakese energiat

m0 kujutab osakese massi, kui see ei liigu.

p tähistab liikuva osakese liikumishoogu.

c tähistab valguse kiirust.

Selle võrrandi puhul on kaks erijuhtu.

Fotonil ei ole puhkemassi, kuid tal on impulss. (Peeglist peegelduv valgus lükkab peeglile jõudu, mida saab mõõta). Kuna fotoni puhul on selle m0 = 0, siis:

E2 = 0 + (pc)2

E = pc

p = E/c

Fotoni energiat saab arvutada selle sageduse ν või lainepikkuse λ põhjal. Need on omavahel seotud Plancki seose abil E = hν = hc/λ, kus h on Plancki konstant (6,626×10-34 džauli-sekundit). Teades kas sagedust või lainepikkust, saab arvutada fotoni impulsi.

Kuna p = 0, siis liikumatute, massiga osakeste puhul:

E02 = (m0c2)2 + 0

mis on lihtsalt

E0 = m0c2

Seetõttu nimetatakse Einsteini võrrandis kasutatavat suurust "m0" mõnikord "puhkemassiks". ("0" tuletab meile meelde, et me räägime energiast ja massist, kui kiirus on 0). See kuulus "massi ja energia seose" valem (tavaliselt kirjutatakse ilma "0"-ta) viitab sellele, et massil on suur hulk energiat, nii et võib-olla saaksime muuta osa massist kasulikumasse energiavormi. Tuumaenergiatööstus põhineb sellel ideel.

Einstein ütles, et ei ole hea mõte kasutada klassikalist valemit, mis seob impulsi kiirusega, p = mv, vaid et kui keegi tahab seda teha, peab ta kasutama osakeste massi m, mis muutub koos kiirusega:

mv2 = m02 / (1 - v2/c2)

Sel juhul võime öelda, et E = mc2 kehtib ka liikuvate osakeste kohta.

Einstein oma hilisematel aastatel, umbes 1950. aastadZoom
Einstein oma hilisematel aastatel, umbes 1950. aastad

Albert Einsteini kuju Iisraeli Teaduste ja Humanitaarteaduste Akadeemias.Zoom
Albert Einsteini kuju Iisraeli Teaduste ja Humanitaarteaduste Akadeemias.

Üldine relatiivsusteooria

Osa artiklitesarjast, mis käsitleb

Üldine relatiivsusteooria

Spacetime curvature schematic

G μ ν + Λ g μ ν = 8 π G c 4 T μ ν {\displaystyle G_{\mu \nu }+\Lambda g_{\mu \nu }={8\pi G \over c^{4}}T_{\mu \nu }} G_{\mu \nu }+\Lambda g_{\mu \nu }={8\pi G \over c^{4}}T_{\mu \nu }

·          

    • Sissejuhatus
    • Ajalugu
  • Matemaatiline sõnastus

·          

    • Testid

Põhimõisted

  • Suhtelisuse põhimõte
  • Relatiivsusteooria
  • Võrdlusraamistik
  • Inertsiaalne tugiraamistik
  • Ülejäänud raam
  • Kaadri liikumismomenti keskpunkt
  • Ekvivalentsuse põhimõte
  • Massi-energia ekvivalentsus
  • Eriline relatiivsusteooria
  • Topelt eriline relatiivsusteooria
  • de Sitteri invariantne erirelatiivsusteooria
  • Maailma rida
  • Riemanni geomeetria

Nähtused

Ruumiaeg

  • Võrrandid
  • Formalismid

Võrrandid

  • Lineariseeritud gravitatsioon
  • Einsteini vältevõrrandid
  • Friedmann
  • Geodeesia
  • Mathisson-Papapetrou-Dixon
  • Hamilton-Jacobi-Einstein
  • Kõverusinvariantsus (üldine relatiivsusteooria)
  • Lorentzi manifesti

Formalismid

  • ADM
  • BSSN
  • Newtoni järgne

Täiustatud teooria

  • Kaluza-Kleini teooria
  • Kvantgravitatsioon
  • Supergravitatsioon

Lahendused

  • Schwarzschild (interjöör)
  • Reissner-Nordström
  • Gödel
  • Kerr
  • Kerr-Newman
  • Kasner
  • Lemaître-Tolman
  • Taub-NUT
  • Milne
  • Robertson-Walker
  • pp-laine
  • van Stockumi tolm
  • Weyl-Lewis-Papapetrou
  • Vaakumlahendus (üldine relatiivsusteooria)
  • Vaakumlahus

Teadlased

  • Einstein
  • Lorentz
  • Hilbert
  • Poincaré
  • Schwarzschild
  • de Sitter
  • Reissner
  • Nordström
  • Weyl
  • Eddington
  • Friedman
  • Milne
  • Zwicky
  • Lemaître
  • Gödel
  • Wheeler
  • Robertson
  • Bardeen
  • Walker
  • Kerr
  • Chandrasekhar
  • Ehlers
  • Penrose
  • Hawking
  • Raychaudhuri
  • Taylor
  • Hulse
  • van Stockum
  • Taub
  • Newman
  • Yau
  • Thorne
  • teised

·         v

·         t

·         e

Üldine relatiivsusteooria avaldati 1915. aastal, kümme aastat pärast spetsiaalse relatiivsusteooria loomist. Einsteini üldine relatiivsusteooria kasutab ruumi aja ideed. Ruumiaeg on asjaolu, et meil on neljamõõtmeline universum, millel on kolm ruumilist (ruumilist) ja üks ajaline (ajaline) mõõde. Iga füüsikaline sündmus toimub mõnes kohas nende kolme ruumimõõtme sees ja mingil ajahetkel. Vastavalt üldisele relatiivsusteooriale põhjustab mis tahes mass ruumi aja kõverust ja mis tahes muu mass järgib neid kõverusi. Suurem mass põhjustab rohkem kõverust. See oli uus viis gravitatsiooni (gravitatsiooni) seletamiseks.

Üldine relatiivsusteooria seletab gravitatsioonilist läätse, mis tähendab valguse paindumist, kui see läheneb massiivsele objektile. See seletus osutus õigeks päikesevarjutusel, kui päikesepimeduse tõttu oli võimalik mõõta, kuidas Päike painutab kaugete tähtede valgust.

Üldine relatiivsusteooria pani aluse ka kosmoloogiale (teooriad meie universumi struktuuri kohta suurtel vahemaadel ja pikema aja jooksul). Einstein arvas, et universum võib nii ruumis kui ka ajas veidi kõver olla, nii et universum oli alati olemas ja on alati olemas, ning et kui objekt liigub läbi universumi, põrkumata millegi vastu, siis pöördub ta väga pika aja pärast tagasi oma alguspunkti, teisest suunast. Ta muutis isegi oma võrrandeid, et lisada "kosmoloogiline konstant", et võimaldada muutumatu universumi matemaatilist mudelit. Üldine relatiivsusteooria lubab ka universumi igavesti laiali valguda (suureneda ja väheneda) ning enamik teadlasi arvab, et astronoomia on tõestanud, et see juhtubki. Kui Einstein mõistis, et head universumi mudelid on võimalikud ka ilma kosmoloogilise konstandita, nimetas ta kosmoloogilise konstandi kasutamist oma "suurimaks eksimuseks" ja see konstant jäetakse sageli teooriast välja. Paljud teadlased usuvad nüüd aga, et kosmoloogilist konstanti on vaja, et mahutada kõik see, mida me praegu universumi kohta teame.

Populaarne kosmoloogiateooria on nn Suur Pauk. Suure Paugu teooria kohaselt tekkis universum 15 miljardit aastat tagasi nn gravitatsioonilise singulaarsuse käigus. See singulaarsus oli väike, tihe ja väga kuum. Selle teooria kohaselt tekkis sellest punktist kogu meie tänapäeval tuntud aine.

Einsteinil endal ei olnud "musta augu" ideed, kuid hilisemad teadlased kasutasid seda nimetust universumis asuva objekti kohta, mis painutab ruumi aega nii palju, et isegi valgus ei pääse sellest välja. Nad arvavad, et need ülitugevad objektid tekivad siis, kui surevad hiiglaslikud tähed, mis on vähemalt kolm korda suuremad kui meie Päike. Sellele sündmusele võib järgneda nn supernoova. Mustade aukude tekkimine võib olla gravitatsioonilainete peamiseks allikaks, mistõttu gravitatsioonilainete tõestuse otsimine on muutunud oluliseks teaduslikuks püüdluseks.

Uskumused

Paljud teadlased hoolivad ainult oma tööst, kuid Einstein rääkis ja kirjutas sageli ka poliitikast ja maailmarahust. Talle meeldisid sotsialismi ja kogu maailma jaoks ainult ühe valitsuse ideed. Ta töötas ka sionismi eest, püüdes luua uut Iisraeli riiki.

Einsteini perekond oli juudi, kuid Einstein ei ole seda usku kunagi tõsiselt praktiseerinud. Talle meeldisid juudi filosoofi Baruch Spinoza ideed ja ta pidas ka budismi heaks religiooniks. []

Kuigi Einstein mõtles välja palju ideid, mis aitasid teadlastel maailma palju paremini mõista, ei nõustunud ta mõne teadusliku teooriaga, mis teistele teadlastele meeldis. Kvantmehaanika teoorias käsitletakse asju, mis võivad juhtuda ainult teatud tõenäosusega, mida ei saa täpsemalt ennustada, ükskõik kui palju teavet meil ka ei oleks. See teoreetiline püüdlus erineb statistilisest mehaanikast, millega Einstein tegi olulist tööd. Einsteinile ei meeldinud see osa kvantteooriast, mis eitas midagi enamat kui tõenäosust, et miski osutub millegi kohta tõeseks, kui seda tegelikult mõõdetakse; ta arvas, et kõike peaks olema võimalik ennustada, kui meil on õige teooria ja piisavalt informatsiooni. Ta ütles kord: "Ma ei usu, et Jumal mängib Universumiga täringut."

Kuna Einstein aitas teadusele nii palju, kasutatakse tema nime nüüd mitmete erinevate asjade puhul. Tema järgi nimetati üks fotokeemia valdkonnas kasutatav ühik. See on võrdne Avogadro arvuga, mis on korrutatud ühe valgusfotoni energiaga. Teadlase järgi on nime saanud ka keemiline element Einsteinium. Slängis kutsume mõnikord väga tarka inimest "Einsteiniks".

Kriitika

Enamik teadlasi arvab, et Einsteini erilise ja üldise relatiivsusteooria teooriad toimivad väga hästi ning nad kasutavad neid ideid ja valemeid oma töös. Einstein ei olnud nõus, et kvantmehaanika nähtused võivad toimuda puhtalt juhuslikult. Ta uskus, et kõigile loodusnähtustele on olemas seletused, mis ei sisalda puhast juhust. Ta veetis suure osa oma hilisemast elust, püüdes leida "ühtset väljateooriat", mis sisaldaks tema üldist relatiivsusteooriat, Maxwelli elektromagnetismi teooriat ja võib-olla ka paremat kvantiteooriat. Enamik teadlasi ei usu, et tal see katse õnnestus.

Küsimused ja vastused

K: Millal sündis Albert Einstein?


V: Albert Einstein sündis 14. märtsil 1879. aastal.

K: Millega ta tegeles teoreetilises füüsikas?


V: Albert Einstein töötas klassikalise mehaanika seaduste ja elektromagnetvälja seaduste ühendamise kallal.

K: Mille eest sai ta Nobeli füüsikapreemia?


V: Albert Einstein sai Nobeli füüsikapreemia 1921. aastal oma töö eest teoreetilise füüsika alal.

K: Milline on tema kuulus võrrand?


V: Tema kuulus võrrand on E = mc2 (E = energia, m = mass, c = valguse kiirus).

K: Mida ta arvas Isaac Newtoni gravitatsiooni ideest?


V: Albert Einstein arvas, et Isaac Newtoni idee gravitatsioonist ei olnud täiesti õige, mistõttu ta laiendas oma ideid erilise relatiivsusteooria kohta, et lisada gravitatsioon.

K: Miks ta ei pöördunud tagasi Saksamaale, kui Adolf Hitler ja natsid võimule tulid?


V: Hitleri antisemiitliku poliitika tõttu ei pöördunud Albert Einstein Saksamaale tagasi, kui Adolf Hitler ja natsid võimule tulid.

K: Mis viis Manhattani projektile?


V: Albert Einstein saatis president Franklin D. Rooseveltile kirja, milles selgitas, et Saksamaa valmistab tuumarelva; selle tulemusena soovitas ta USA-l samuti tuumarelva valmistada, mis lõpuks viis Manhattani projekti.

AlegsaOnline.com - 2020 / 2023 - License CC3