Al final del milenio, Mundo de la física La revista realizó una encuesta en la que preguntaron a 100 de los físicos más importantes del mundo a quienes consideraban los 10 mejores científicos más importantes de todos los tiempos. Más allá de ser el científico más famoso que haya existido, Albert Einstein es también un nombre familiar, sinónimo de genio y creatividad infinita.
Como descubridor de la relatividad especial y general, Einstein revolucionó nuestra comprensión del tiempo, el espacio y el universo. Este descubrimiento, junto con el desarrollo de la mecánica cuántica, puso fin efectivamente a la era de la física newtoniana y dio origen a la era moderna. Mientras que los dos siglos anteriores se habían caracterizado por la gravitación universal y los marcos de referencia fijos, Einstein ayudó a marcar el comienzo de una era de incertidumbre, agujeros negros y "acción aterradora a distancia".
Vida temprana:
Albert Einstein nació el 14 de marzo de 1879 en la ciudad de Ulm, entonces parte del Reino de Wurttenmberg (ahora el estado federal alemán de Baden-Württemberg). Sus padres eran Hermann Einstein (vendedor e ingeniero) y Pauline Koch, que eran judíos Ashkenazi no observantes, una comunidad extendida de judíos de habla yiddish que vivían en Alemania y Europa Central.
En 1880, cuando tenía solo seis semanas, la familia de Einstein se mudó a Munich, donde fundaron su padre y su tío. Elektrotechnische Fabrik J. Einstein y Cie (una empresa que fabricaba equipos eléctricos basados en corriente continua). En 1894, la compañía de su padre fracasó y la familia se mudó a Italia, mientras que Einstein permaneció en Munich para completar sus estudios.
Educación:
En 1884, Albert Einstein asistió a una escuela primaria católica, donde permaneció hasta 1887. En ese momento, se transfirió al Gimnasio Luitpold, donde recibió su educación primaria y secundaria avanzada. Su padre esperaba que Einstein siguiera sus pasos y estudiara ingeniería eléctrica, pero Einstein tuvo dificultades con los métodos de enseñanza de la escuela, prefiriendo el aprendizaje autodirigido al memorístico.
Fue durante una visita a su familia en Italia en 1894 que Einstein escribió un breve ensayo titulado "Sobre la investigación del estado del éter en un campo magnético", que sería su primera publicación científica. En 1895, Einstein realizó el examen de ingreso al Politécnico Federal Suizo en Zürich, actualmente conocido como Eidgenössische Technische Hochschule Zürich (ETH Zurich).
Aunque no cumplió con todos los requisitos, obtuvo calificaciones excepcionales en física y matemáticas. Siguiendo el consejo del director del Politécnico de Zúrich, asistió a la escuela cantonal de Argovia en Aarau, Suiza, para terminar su educación secundaria. Esto lo hizo entre 1895 y 1896, mientras se hospedaba con la familia de un profesor.
En septiembre de 1896, aprobó el examen de egreso suizo con buenas calificaciones en su mayoría, incluidas las mejores calificaciones en física y materias matemáticas. Aunque solo tenía 17 años, se matriculó en el programa de cuatro años de enseñanza de matemáticas y física en el Politécnico de Zúrich. Fue allí donde conoció a su primera y futura esposa, Mileva Maric, de nacionalidad serbia y la única mujer entre los seis estudiantes en la sección de matemáticas y física.
Los dos se casarían en 1904 y tendrían dos hijos, pero se divorciarían en 1919 después de vivir separados por cinco años. Luego, Einstein se volvió a casar, esta vez con su prima Elsa Löwenthal, con quien permaneció casado hasta su muerte en 1939. También fue durante este tiempo que Einstein logró sus mayores logros científicos.
Logros científicos:
En 1900, Einstein recibió el diploma de enseñanza politécnica de Zúrich. Después de graduarse, pasó cerca de dos años buscando un puesto de profesor y adquirió su ciudadanía suiza. Finalmente, y con la ayuda del padre de su amigo y colega Marcel Grossmann, Einsten consiguió un trabajo en la Oficina Federal de Propiedad Intelectual en Berna. En 1903, su posición se hizo permanente.
Gran parte del trabajo de Einstein en la oficina de patentes estaba relacionado con preguntas sobre la transmisión de señales eléctricas y la sincronización electromecánica del tiempo. Estos problemas técnicos aparecerían repetidamente en los experimentos mentales de Einstein, lo que eventualmente lo llevaría a sus conclusiones radicales sobre la naturaleza de la luz y la conexión fundamental entre el espacio y el tiempo.
En 1900, publicó un artículo titulado "Folgerungen aus den Capillaritätserscheinungen"(" Conclusiones de los fenómenos de capilaridad "). Basándose en la teoría de la gravitación universal de Newton, propuso en este artículo que la teoría de que las interacciones entre todas las moléculas son una función universal de la distancia, en analogía con la fuerza de gravedad del cuadrado inverso. Más tarde se demostrará que esto es incorrecto, pero la publicación del artículo en el prestigiosoAnnalen der Physik (Journal of Physics) atrajo la atención del mundo académico.
El 30 de abril de 1905, Einstein completó su tesis bajo la atenta mirada del profesor Alfred Kleiner, el profesor de física experimental de la universidad. Su tesis, titulada "Una nueva determinación de las dimensiones moleculares", le valió un doctorado en la Universidad de Zúrich.
Ese mismo año, en una explosión de energía intelectual creativa, lo que se conoce como su "Annus mirabilis" (año milagroso) - Einstein también publicó cuatro documentos innovadores sobre el efecto fotoeléctrico, el movimiento browniano, la relatividad especial y la equivalencia de masa y energía, lo que lo llevaría a la atención de la comunidad científica internacional.
En 1908, fue nombrado profesor de la Universidad de Berna. Al año siguiente, después de dar una conferencia sobre electrodinámica y el principio de relatividad en la Universidad de Zúrich, Alfred Kleiner lo recomendó a la facultad para una nueva cátedra de física teórica. Einstein fue nombrado profesor asociado en 1909.
En abril de 1911, Einstein se convirtió en profesor titular de la Universidad Charles-Ferdinand en Praque, que era parte del Imperio Austrohúngaro en ese momento. Durante su tiempo en Praga, escribió 11 trabajos científicos, 5 de los cuales fueron sobre matemática de radiación y sobre la teoría cuántica de sólidos.
En julio de 1912, regresó a Suiza y al ETH Zürich, donde enseñó sobre mecánica analítica y termodinámica hasta 1914. Durante su tiempo en el ETH Zürich, también estudió mecánica continua y la teoría molecular del calor y el problema de la gravitación. En 1914, regresó a Alemania y fue nombrado director del Instituto de Física Kaiser Wilhelm (1914–1932) y profesor de la Universidad Humboldt de Berlín.
Pronto se convirtió en miembro de la Academia de Ciencias de Prusia, y de 1916 a 1918 se desempeñó como presidente de la Sociedad Física Alemana. En 1920, se convirtió en miembro extranjero de la Real Academia Holandesa de Artes y Ciencias, y fue elegido miembro extranjero de la Royal Society (ForMemRS) en 1921.
Situación de refugiado:
En 1933, Einstein visitó los Estados Unidos por tercera vez. Pero a diferencia de las visitas anteriores, donde realizó series de conferencias y giras, en esta ocasión sabía que no podía regresar a Alemania, debido al surgimiento del nazismo bajo Adolf Hitler. Después de realizar su tercer profesorado visitante de dos meses en universidades estadounidenses, él y su esposa Elsa viajaron a Amberes, Bélgica, en marzo de 1933.
A su llegada, cuando supieron que su cabaña había sido allanada por los nazis y su velero personal confiscado, Einstein renunció a su ciudadanía alemana. Un mes después, las obras de Einstein se encontraban entre los objetivos de las quemas de libros nazis, y lo colocaron en una lista de "enemigos del régimen alemán", con una recompensa de $ 5000 en su cabeza.
Durante este período, Einstein se convirtió en parte de una gran comunidad de ex patriotas alemanes y judíos en Bélgica, muchos de los cuales eran científicos. Durante los primeros meses, alquiló una casa en De Haan, Bélgica, donde vivía y trabajaba. También se dedicó a ayudar a los científicos judíos a escapar de la persecución y el asesinato a manos de los nazis.
En julio de 1933, fue a Inglaterra por invitación personal de su amigo y oficial naval Comandante Oliver Locker-Lampson. Mientras estaba allí, se reunió con el entonces miembro del Parlamento Winston Churchill y el ex primer ministro Lloyd George, y les pidió que ayudaran a sacar a los científicos judíos de Alemania. Según un historiador, Churchill envió al físico Frederick Lindemann a Alemania para buscar científicos judíos y colocarlos en universidades británicas.
Más tarde, Einstein contactó a líderes de otras naciones, incluido el primer ministro turco, Ismet Inönü, para pedir ayuda para el reasentamiento de ciudadanos judíos que huían de los nazis. En septiembre de 1933, escribió a Inönü, solicitando la colocación de científicos judíos-alemanes desempleados. Como resultado de la carta de Einstein, los invitados judíos a Turquía totalizaron más de 1,000 personas.
Aunque Locker-Lamspon instó al parlamento británico a extender la ciudadanía a Einstein, sus esfuerzos fracasaron, y Einstein aceptó una oferta anterior del Instituto Princeton de Estudios Avanzados en Nueva Jersey para convertirse en un erudito residente. En octubre de 1933, Einstein llegó a los EE. UU. Y asumió el cargo.
En ese momento, la mayoría de las universidades estadounidenses tenían una facultad o estudiantes judíos mínima o nula debido a las cuotas que limitaban el número de judíos que podían inscribirse o enseñar. Estos expirarían en 1940, pero seguían siendo una barrera para los científicos judíos estadounidenses para participar plenamente en la vida académica y recibir una educación universitaria.
En 1935, Einstein solicitó la ciudadanía permanente en los Estados Unidos, que le fue otorgada en 1940. Permanecería en los Estados Unidos y mantendría su afiliación al Instituto de Estudios Avanzados hasta su muerte en 1955. Durante este período, Einstein intentó desarrollar un teoría de campo unificado y para refutar la interpretación aceptada de la física cuántica, ambas sin éxito.
El proyecto Manhattan:
Durante la Segunda Guerra Mundial, Einstein jugó un papel importante en la creación del Proyecto Manhattan: el desarrollo de la bomba atómica. Este proyecto comenzó después de que Einstein fue abordado por un grupo de científicos dirigido por el físico húngaro Leó Szilárd en 1939. Después de escuchar sus advertencias sobre un programa de armas nucleares nazis, coescribió una carta al entonces presidente Roosevelt, advirtiéndole sobre el peligro extremo de tal arma en manos nazis.
Aunque era un pacifista que nunca había considerado la idea de utilizar la física nuclear para desarrollar un arma, a Einstein le preocupaba que los nazis tuvieran esa arma. Como tal, él y Szilárd, junto con otros refugiados como Edward Teller y Eugene Wigner, "consideraron su responsabilidad alertar a los estadounidenses sobre la posibilidad de que los científicos alemanes pudieran ganar la carrera para construir una bomba atómica, y advertir que Hitler lo haría". estar más que dispuesto a recurrir a tal arma ".
Según los historiadores Sarah J. Diehl y James Clay Moltz, la carta fue "posiblemente el estímulo clave para la adopción por parte de Estados Unidos de investigaciones serias sobre armas nucleares en vísperas de la entrada de Estados Unidos en la Segunda Guerra Mundial". Además de la carta, Einstein utilizó sus conexiones con la familia real belga y la reina madre belga para obtener acceso con un enviado personal a la Oficina Oval de la Casa Blanca, donde se reunió con Roosevelt para discutir el peligro personalmente.
Como resultado de la carta de Einstein y sus reuniones con Roosevelt, Estados Unidos inició el Proyecto Manhattan y movilizó todos los recursos necesarios para investigar, construir y probar la bomba atómica. Para 1945, este aspecto de la carrera armamentista fue ganado por las Potencias Aliadas, ya que Alemania nunca había logrado crear un arma atómica propia.
Un pacifista minucioso, Einstein luego lamentaría profundamente su participación en el desarrollo de armas nucleares. Como le dijo a su amigo, Linus Pauling, en 1954 (un año antes de su muerte): “Cometí un gran error en mi vida, cuando firmé la carta al presidente Roosevelt recomendando que se hicieran bombas atómicas; pero había alguna justificación: el peligro de que los alemanes los hicieran ".
Teoría de la relatividad:
Aunque Einstein hizo muchos logros significativos a lo largo de los años, y es ampliamente conocido por su contribución al establecimiento del Proyecto Manhattan, su teoría más famosa es la representada por la ecuación simple. E = mc² (dónde mi es energía metro es masa, y C es la velocidad de la luz) Esta teoría anularía siglos de pensamiento científico y ortodoxias.
Pero, por supuesto, Einstein no desarrolló esta teoría en el vacío, y el camino que lo llevó a concluir que el tiempo y el espacio eran relativos al observador fue largo y sinuoso. La eventual hipótesis de la relatividad de Einstein fue en gran parte un intento de conciliar las leyes mecánicas de Newton con las leyes del electromagnetismo (como se caracteriza por las ecuaciones de Maxwell y la ley de fuerza de Lorentz).
Durante algún tiempo, los científicos habían estado lidiando con las inconsistencias entre estos dos campos, que también se reflejaban en la física newtoniana. Mientras que Isaac Newton se había suscrito a la idea de un espacio y tiempo absolutos, también se adhirió al principio de relatividad de Galileo, que establece que: "Cualesquiera dos observadores que se muevan a velocidad y dirección constantes entre sí obtendrán los mismos resultados para todos los experimentos mecánicos".
A partir de 1905, cuando Einstein publicó su artículo seminal "Sobre la electrodinámica de los cuerpos en movimiento“, El consenso de trabajo entre los científicos sostuvo que la luz que viaja a través de un medio en movimiento sería arrastrada por el medio. Esto, a su vez, significaba que la velocidad medida de la luz sería una simple suma de su velocidad mediante el medio más la velocidad de ese medio
Esta teoría también sostenía que el espacio estaba lleno de un "éter luminífero", un medio hipotético que se creía necesario para la propagación de la luz en todo el universo. De acuerdo, este éter sería arrastrado o transportado dentro de la materia en movimiento. Sin embargo, este consenso dio lugar a numerosos problemas teóricos que para la época de Einstein, habían quedado sin resolver.
Por un lado, los científicos no habían podido encontrar un estado de movimiento absoluto, lo que indicaba que el principio de movimiento de la relatividad (es decir, que solo relativo el movimiento es observable y no hay un estándar absoluto de descanso) fue válido. En segundo lugar, también existía el problema en curso planteado por la "aberración estelar", un fenómeno en el que el movimiento aparente de los cuerpos celestes sobre sus ubicaciones dependía de la velocidad del observador.
Además, las pruebas realizadas en la velocidad de la luz en el agua (el experimento de Fizeau) indicaron que la luz que viaja a través de un medio en movimiento sería arrastrada por el medio, pero no tanto como se esperaba. Esto apoyó otros experimentos, como la hipótesis de arrastre de éter parcial de Fresnel y los experimentos de Sir George Stokes, que propusieron que el éter es parcial o totalmente arrastrado por la materia.
La teoría de la relatividad especial de Einstein fue innovadora en el sentido de que argumentó que la velocidad de la luz es la misma en todos los marcos de referencia inerciales e introdujo la idea de que ocurren cambios importantes cuando las cosas se acercan a la velocidad de la luz. Estos incluyen el marco espacio-temporal de un cuerpo en movimiento que parece disminuir la velocidad y contraerse en la dirección del movimiento cuando se mide en el marco del observador.
Conocido como la Teoría de la relatividad especial de Einstein, sus observaciones conciliaron las ecuaciones de Maxwell para la electricidad y el magnetismo con las leyes de la mecánica, simplificaron los cálculos matemáticos al eliminar las explicaciones extrañas utilizadas por otros científicos e hicieron que la existencia de un éter fuera completamente superflua. También estaba de acuerdo con la velocidad de la luz observada directamente y explicaba las aberraciones observadas.
Naturalmente, la teoría de Einstein se encontró con reacciones mixtas de la comunidad científica, y seguirá siendo controvertida durante muchos años. Con su única ecuación, E = mc², Einstein había simplificado enormemente los cálculos necesarios para comprender cómo se propaga la luz. También sugirió, en efecto, que el espacio y el tiempo (así como la materia y la energía) eran simplemente expresiones diferentes de la misma cosa.
Entre 1907 y 1911, mientras todavía trabajaba en la oficina de patentes, Einstein comenzó a considerar cómo se podría aplicar la relatividad especial a los campos de gravedad, lo que se conocería como la Teoría de la Relatividad General. Esto comenzó con un artículo titulado, "Sobre el principio de relatividad y las conclusiones extraídas de él", Publicado en 1907, en el que abordó cómo la regla de la relatividad especial también podría aplicarse a la aceleración.
En resumen, argumentó que la caída libre es realmente un movimiento inercial; y para el observador, deben aplicarse las reglas de la relatividad especial. Este argumento también se conoce como el Principio de equivalencia, que establece que la masa gravitacional es idéntica a la masa inercial. En el mismo artículo, Einstein también predijo el fenómeno de la dilatación del tiempo gravitacional, donde dos observadores situados a diferentes distancias de una masa gravitante perciben una diferencia en la cantidad de tiempo entre dos eventos.
En 1911, Einstein publicó "Sobre la influencia de la gravitación en la propagación de la luz", Que se amplió en el artículo de 1907. En este artículo, predijo que una caja que contenía un reloj que aceleraba hacia arriba experimentaría un tiempo más rápido que uno que estaba sentado dentro de un campo gravitacional inmutable. Concluye que las tasas de los relojes dependen de su posición en un campo gravitacional, y que la diferencia en la tasa es proporcional al potencial gravitacional de la primera aproximación.
En el mismo artículo, predijo que la desviación de la luz dependería de la masa del cuerpo involucrado. Esto resultó ser especialmente influyente, porque por primera vez, había ofrecido una propuesta comprobable. En 1919, el astrónomo alemán Erwin Finlay-Freundlich instó a los científicos de todo el mundo a probar esta teoría midiendo la desviación de la luz durante el eclipse solar de mayo de 1929.
La predicción de Einstein fue confirmada por Sir Arthur Eddington, cuyas observaciones fueron anunciadas poco después. El 7 de noviembre de 1919, el Los tiempos publicó los resultados bajo el título: "Revolución en la ciencia - Nueva teoría del universo - Ideas Newtonianas derrocadas". La relatividad general se ha convertido en una herramienta esencial en la astrofísica moderna. Proporciona la base para la comprensión actual de los agujeros negros, regiones del espacio donde la atracción gravitacional es tan fuerte que ni siquiera la luz puede escapar.
Teoría cuántica moderna:
Einstein también ayudó a avanzar en la teoría de la mecánica cuántica. A lo largo de la década de 1910, esta ciencia se expandió en alcance para abarcar muchos sistemas diferentes. Einstein contribuyó a estos desarrollos haciendo avanzar la teoría de los cuantos a la luz y la usó para dar cuenta de varios efectos termodinámicos que contradecían la mecánica clásica.
En su artículo de 1905, "Desde un punto de vista heurístico sobre la producción y transformación de la luz", Postuló que la luz misma consiste en partículas localizadas (es decir, cuantos). Esta teoría sería rechazada por sus contemporáneos, incluidos Neils Bohr y Max Planck, pero sería probada en 1919 con experimentos que midieron el efecto fotoeléctrico.
Se amplió más en esto en su artículo de 1908, "El desarrollo de nuestros puntos de vista sobre la composición y la esencia de la radiación", Donde demostró que los cuantos de energía de Max Planck deben tener momentos bien definidos y actuar en algunos aspectos como partículas independientes y puntuales. Este artículo introdujo el fotón concepto e inspiró la noción de dualidad onda-partícula (es decir, el comportamiento de la luz como partícula y onda) en la mecánica cuántica.
En su artículo de 1907, "La teoría de la radiación de Planck y la teoría del calor específico“, Einstein propuso un modelo de materia donde cada átomo en una estructura reticular es un oscilador armónico independiente, que existe en estados cuantificados igualmente espaciados. Propuso esta teoría porque era una demostración particularmente clara de que la mecánica cuántica podía resolver el problema específico del calor en la mecánica clásica.
En 1917, Einstein publicó un artículo titulado, "Sobre la teoría cuántica de la radiación”Que propuso la posibilidad de emisión estimulada, el proceso físico que hace posible la amplificación de microondas y el láser. Este documento fue enormemente influyente en el desarrollo posterior de la mecánica cuántica, porque fue el primer documento que mostró que las estadísticas de las transiciones atómicas tenían leyes simples.
Este trabajo continuaría para inspirar el artículo de Erwin Schrödinger de 1926, "La cuantización como un problema de valor propio". En este artículo, publicó su ecuación de Schrödinger ahora famosa, donde describe cómo el estado cuántico de un sistema cuántico cambia con el tiempo. Este artículo se ha celebrado universalmente como uno de los logros más importantes del siglo XX y ha creado una revolución en la mayoría de las áreas de la mecánica cuántica, así como en toda la física y la química.
Curiosamente, con el tiempo, Einstein se disgustaría con la teoría de la mecánica cuántica que ayudó a crear, sintiendo que inspiraba una sensación de caos y aleatoriedad en las ciencias. En respuesta, hizo su famosa cita: "Dios no está jugando a los dados", y volvió al estudio de los fenómenos cuánticos.
Esto lo llevó a proponer la paradoja de Einstein-Podolsky-Rosen (paradoja de EPR) llamada así por Einstien y sus asociados: Boris Podolisky y Nathan Rosen. En su artículo de 1935 titulado, "¿Se puede considerar que la descripción mecánica cuántica de la realidad física es completa?", Afirmaron demostrar que el enredo cuántico viola la visión realista local de la causalidad, y Einstein se refirió a ella como "acción fantasmagórica a distancia".
Al hacerlo, afirmaron que la función de onda de la mecánica cuántica no proporcionaba una descripción completa de la realidad física, una paradoja importante que tendría implicaciones importantes para la interpretación de la mecánica cuántica. Si bien la paradoja de EPR demostraría ser incorrecta después de la muerte de Einstein, ayudó a contribuir a un campo que ayudó a crear, pero luego intentaría refutar hasta el final de sus días.
Constante cosmológica y agujeros negros:
En 1917, Einstein aplicó la Teoría general de la relatividad para modelar la estructura del universo en su conjunto. Aunque prefería la idea de un universo que fuera eterno e inmutable, esto no era consistente con sus teorías sobre la relatividad, que predecían que el universo estaba en un estado de expansión o contracción.
Para abordar esto, Einstein introdujo un nuevo concepto en la teoría, conocida como la Constante Cosmológica (representada por una Lambda). El propósito de esto era rectificar los efectos de la gravedad y permitir que todo el sistema permanezca como una esfera eterna y estática. Sin embargo, en 1929, Edwin Hubble confirmó que el universo se está expandiendo. Después de visitar el Observatorio Mount Wilson con Hubble, Einstein descartó formalmente la constante cosmológica.
Sin embargo, el concepto fue revisado a fines de 2013, cuando un manuscrito no descubierto previamente por Einstein (titulado "Sobre el problema cosmológico") fue descubierto. En este manuscrito, Einstein propuso una revisión del modelo, en el que la constante era responsable de la creación de nueva materia a medida que el universo se expandía, asegurando así que la densidad promedio del universo nunca cambiara.
Esto es consistente con el modelo de cosmología Steady State ahora obsoleto (propuesto más tarde en 1949) y con la comprensión moderna actual de la energía oscura. En esencia, lo que Einstein describió en muchas de sus biografías como su "mayor error" eventualmente sería reevaluado y considerado como parte de un misterio más grande del universo: la existencia de masa invisible y energía que mantiene el equilibrio cosmológico.
En 1915, unos meses después de que Einstein publicara su Teoría de la relatividad general, el físico y astrónomo alemán Karl Schwarzschild encontró una solución para las ecuaciones de campo de Einstein que describían el campo gravitacional de un punto y una masa esférica. Esta solución, ahora llamada radio de Schwarzschild, describe un punto donde la masa de una esfera está tan comprimida que la velocidad de escape de la superficie sería igual a la velocidad de la luz.
Con el tiempo, otros físicos llegaron a las mismas conclusiones de forma independiente. En 1924, el astrofísico inglés Arthur Eddington comentó cómo la teoría de Einstein nos permite descartar densidades demasiado grandes para estrellas visibles, alegando que "producirían tanta curvatura de la métrica espacio-tiempo que el espacio se cerraría alrededor de la estrella, dejándonos afuera (es decir, en ninguna parte) ".
En 1931, el astrofísico indio-estadounidense Subrahmanyan Chandrasekhar calculó, utilizando la Relatividad Especial, que un cuerpo no rotativo de materia degenerada de electrones por encima de cierta masa limitante colapsaría sobre sí mismo. En 1939, Robert Oppenheimer y otros coincidieron con el análisis de Chandrasekhar, alegando que las estrellas de neutrones por encima de un límite prescrito colapsarían en agujeros negros, y concluyeron que ninguna ley de física probablemente intervendría y evitaría que al menos algunas estrellas colapsen en agujeros negros.
Oppenheimer y sus coautores interpretaron la singularidad en el límite del radio de Schwarzschild como indicando que este era el límite de una burbuja en la que el tiempo se detuvo. Para el observador externo, verían la superficie de la estrella congelada en el tiempo en el instante del colapso, pero un observador descendente tendría una experiencia completamente diferente.
Otros logros:
Además de revolucionar nuestra comprensión del tiempo, el espacio, el movimiento y la gravedad con sus teorías de la relatividad especial y general, Einstein también hizo muchas otras contribuciones al campo de la física. De hecho, Einstein publicó cientos de libros y artículos en su vida, así como más de 300 artículos científicos y 150 no científicos.
El 5 de diciembre de 2014, universidades y archivos de todo el mundo comenzaron a publicar oficialmente los documentos recopilados de Einstein, que comprendían más de 30,000 documentos únicos. Por ejemplo, dos artículos que se publicaron en 1902 y 1903: "Teoría cinética del equilibrio térmico y de la segunda ley de la termodinámica."Y"Una teoría de los fundamentos de la termodinámica."- trató el tema de la termodinámica y el movimiento browniano.
Por definición, el movimiento browniano establece que cuando una pequeña cantidad de partículas oscilan sin dirección preferida, eventualmente se extienden para llenar todo el medio. Al abordar esto desde un punto de vista estadístico, Einstein creía que la energía cinética de las partículas oscilantes en un medio podría impartirse a partículas más grandes, que a su vez podrían observarse bajo el microscopio, lo que demuestra la existencia de átomos de diferentes tamaños.
Estos documentos fueron la base del documento de 1905 sobre el movimiento browniano, que mostró que puede interpretarse como una prueba firme de que existen moléculas. Este análisis sería luego verificado por el físico francés Jean-Baptiste Perrin, y Einstein recibió el Premio Nobel de Física en 1926. Su trabajo estableció la teoría física del movimiento browniano y puso fin al escepticismo sobre la existencia de átomos y moléculas como entidades físicas reales. .
Tras su investigación sobre la relatividad general, Einstein entró en una serie de intentos de generalizar su teoría geométrica de la gravitación para incluir el electromagnetismo como otro aspecto de una sola entidad. En 1950, describió su "teoría de campo unificado" en un artículo titulado, "Sobre la teoría generalizada de la gravitación", Que describe su intento de resolver todas las fuerzas fundamentales del universo en un solo marco.
Aunque siguió siendo elogiado por su trabajo, Einstein se aisló cada vez más en su investigación, y sus esfuerzos finalmente fracasaron. Sin embargo, el sueño de Einstein de unificar otras leyes de la física con la gravedad continúa hasta nuestros días, informando los esfuerzos para desarrollar una Teoría de todo (ToE), en particular la Teoría de cuerdas, donde los campos geométricos emergen en un entorno unificado de mecánica cuántica.
Su trabajo con Podolsky y Rosen, con la esperanza de refutar el concepto de enredos cuánticos, también llevó a Einstein y sus colegas a proponer un modelo de agujero de gusano. Al usar la teoría de Schwarzschild sobre los agujeros negros, y en un intento de modelar partículas elementales con carga como una solución a las ecuaciones de campo gravitacional, describió un puente entre dos parches de espacio.
Si un extremo del agujero de gusano estuviera cargado positivamente, el otro extremo estaría cargado negativamente. Estas propiedades llevaron a Einstein a creer que pares de partículas y antipartículas podrían enredarse sin violar las leyes de la relatividad. Este concepto ha visto bastante trabajo en los últimos años, con científicos que han creado con éxito un agujero de gusano magnético en un laboratorio.
Y en 1926, Einstein y su ex alumno Leó Szilárd inventaron el refrigerador Einstein, un dispositivo que no tenía partes móviles y se basaba únicamente en la absorción de calor para enfriar su contenido. En noviembre de 1930, se les otorgó una patente por su diseño. Sin embargo, sus esfuerzos pronto fueron socavados por la Era de la Depresión, la invención del Freón y la compañía sueca Electrolux que adquirió sus patentes.
Los intentos de resucitar la tecnología comenzaron en los años 90 y 2000, con equipos de estudiantes de Georgia Tech y la Universidad de Oxford intentando construir su propia versión del refrigerador Einstein. Debido a la conexión comprobada de Freón con el agotamiento del ozono y los deseos de reducir nuestro impacto en el medio ambiente mediante el uso de menos electricidad, el diseño se considera una alternativa ecológica y un dispositivo útil para el mundo en desarrollo.
Muerte y legado:
El 17 de abril de 1955, Albert Einstein experimentó una hemorragia interna causada por la ruptura de un aneurisma aórtico abdominal, que había buscado cirugía durante siete años antes. Tomó el borrador de un discurso que estaba preparando para una aparición en televisión, conmemorando el séptimo aniversario del Estado de Israel, con él al hospital, pero no vivió lo suficiente para completarlo.
Einstein rechazó la cirugía y dijo: “Quiero ir cuando quiera. Es insípido prolongar la vida artificialmente. He hecho mi parte, es hora de irnos. Lo haré con elegancia. Murió en el Hospital Princeton temprano a la mañana siguiente a la edad de 76 años, y continuó trabajando hasta cerca del final.
Durante la autopsia, el patólogo del Hospital Princeton (Thomas Stoltz Harvey) extrajo el cerebro de Einstein para preservarlo, aunque sin el permiso de su familia. Según Harvey, había hecho esto con la esperanza de que las futuras generaciones de neurocientíficos pudieran descubrir la causa del genio de Einstein. Los restos de Einstein fueron incinerados y sus cenizas esparcidas en un lugar no revelado.
Por su vida de logros, Einstein recibió innumerables honores, tanto durante su vida como a título póstumo. 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.
