Gellért, Gerda, Mercédesz2020. szeptember 24., csütörtök
Tudomány

Einstein kettős évfordulója és öt fantasztikus tanulmánya

2005.04.18.Admin
National Geographic Magyarország

Idén számos évforduló fűződik Albert Einstein nevéhez. 1955. április 18-án, azaz ma 50 éve hunyt el a világ egyik leghíresebb fizikusa, aki száz évvel ezelőtt, 1905-ben tett közzé öt, a modern fizika szempontjából kulcsfontosságú tanulmányt.

Öt rendkívül fontos tanulmányának a közzététele nyomán nevezték el 1905-öt „csodálatos évnek” a nemzetközi fizikában, és a tudományág képviselői idén kicsit magukat is ünneplik Einstein révén. Igyekeznek a fizika látványos eredményeire ráirányítani a figyelmet. Joggal tehetik ezt, hiszen az akkor – 1905-ben – mindössze 26 éves Einstein eredményei máig hatnak, egy évszázad távlatában is frissnek mondhatók. Ebben az évben olyan munkákat tett közzé a híres tudós, amelyek az atombomba, a hidrogénbomba, az atomreaktorok működését tették lehetővé, továbbá a fekete lyukak, az ősrobbanás, a fény tulajdonságainak vizsgálatát segítették elő, valamint az atomok létezését is igazolták közvetve.

Einstein csodálatos éve

De nézzük, miről is szólt az az öt híres tanulmány, amely megváltoztatta a fizika arculatát, és amely egy új korszak határát is jelezte a természettudományokban.

1905. március: A hagyományos fizika a fényt hullámként írta le, és ezért nem tudta igazán megmagyarázni azt, hogy miként képes elektronokat fémekről leszakítani ez a „hullám”. Einstein megmutatta, hogy a fény kicsiny energiacsomagokból áll, amelyek képesek egyedi részecskékként is viselkedni. Ezeket a kicsiny részecskéket ma fotonoknak hívjuk. A részecske-hullám kettősség a modern kvantumelmélet alapja, ám Einstein sokáig húzódzkodott ettől az elmélettől, és saját teóriáját fényelektromos hatásként írta le. Kevesen tudják, hogy Einstein nem a relativitáselméletért, hanem a fotoelektromos jelenség leírásáért kapott Nobel-díjat 1921-ben.

Április: Egy kávézás közbeni beszélgetés során (a téma a tea volt), Einstein benyújtja dolgozatát, amelyben a cukormolekulák méretét annak alapján számítja ki, hogy mennyire keverednek (diffundálnak) a folyadékban.

Május: Einstein bebizonyítja, hogy jóllehet a kis részecskék – mint például a pollen – mintha függetlenül mozognának a vízben, ám ez nem így van, hanem a vízben lévő atomok (pontosabban molekulák) lökdösik ezeket a részecskéket, méghozzá kaotikus, rendezetlen mozgásukkal. E mozgást egyébként Brown-mozgásnak hívják, és ezzel a számítással Einstein az atomok létezésére irányította rá a figyelmet.

Június: Megjelenik Einstein egyik leghíresebb munkája, a „speciális relativitásról” szóló teória. Einstein ezáltal szakít a hagyományos fizikával. Newton még úgy tartotta, hogy a gravitáció abszolút: a tömeg vonzza a tömeget. Ezért keletkeznek gázokból és porból a csillagok, és ezért keletkeznek más törmelékekből bolygók. Einstein azonban a normálistól (Newton elméletétől) eltérő anomáliákat is képes volt megmagyarázni: a tudósok addig azt hitték, hogy a fény csak egy a sokféle elektromágneses hullám közül, amely egy láthatatlan közegen keresztül halad. Ezt a láthatatlan anyagot éternek nevezték, és úgy vélték, a fény sebessége mindig ugyanakkora. Einstein szerint a fény sebessége konstans, azaz állandó, mintegy 300 ezer kilométer másodpercenként. Einstein elméletéből adódik, hogy az idő például a mozgó tárgyakon lelassul, minél gyorsabban mozog a tágy, annál inkább. Így például a Föld körül keringő műholdak órái kicsit lassabban járnak, mint a mieink itt a bolygón. Éppen ezért speciális programok módosítják a szatellitek időmérő szerkezeteit, hogy egyeztessék a földi idővel azokat.

November: Einstein publikálja a speciális relativitás kiterjesztéséről szóló tanulmányát, amely a tömeg és az energia viszonyáról szól. 1907-ben aztán megfogalmazza híres képletét is, amely kimondja: E=mc2. Ez tehát a tömeg és az energia ekvivalenciájáról szól, arról, hogy a tömeg energiává alakítható át. Ez a későbbi atom- és a hidrogénbomba vagy éppen az atomreaktorok működésének a fizikai alapja. Ha ugyanis az elemi részecskék vagy az atom(mag)ok tömeget veszítenek, akkor ez a tömeg energia formájában jelenik meg. A Teller Ede, illetve a szovjet-orosz Szaharov által kifejlesztett hidrogénbombában például a négy egyesülő hidrogén atom (kissé leegyszerűsítve, hiszen a bombában deutériumot, illetve tríciumot is használnak) tömege nagyobb, mint a szintén négy részecskéből álló, a hidrogén atommagokból keletkező hélium atom magja. A tömegkülönbség energia formájában sugárzódik ki. Ez a jelenség az alapja a Nap működésének is egyébként, ahogyan ezt később Weizsäcker és Bethe bebizonyította. Einstein bizonyította tehát először, hogy a tömeg energiává alakítható át.

És ez még csak az előjáték volt!

Az 1905-ös munkák valóban egy csodálatos év termékei voltak, ám ezek mégiscsak előjátéknak számítanak Einstein későbbi, 1916-os, szintén hatalmas tudományos teljesítményéhez képest, amikor is kidolgozza az általános relativitás elméletét. A speciális relativitáselmélet ugyanis nem számolt a gravitációval. Newton szerint a gravitáció egy konstans, abszolút erő: ha leejtesz egy almát, akkor lehull a földre. A bolygók pedig ellipszis alakú pályán keringenek a Nap körül, mert gravitáció hat a planétákra.

Einstein relatív világában azonban az anyag meggörbíti a teret és az időt is maga körül, s például a Nap is eltéríti a tér-idő szerkezetét, ezért keringenek körülötte a bolygók. Így még a rendkívül kicsiny részecskékre, vagyis a fény alkotóelemeire is képes hatni a Nap. 1919-ben a csillagászok aztán meg is figyelték, hogy egy távoli csillag fényét pár századmilliméterrel képes volt a mi Napunk eltéríteni, ami a relativitáselmélet kísérleti bizonyítékának is tekinthető.

Az általános relativitáselmélet volt az a teória, amely megteremtette a fekete lyukak, az univerzum tágulása és a Big Bang, vagyis az ősrobbanás kutatásának alapjait.

Einstein pályafutása
Albert Einstein két országban tanult, négy országban tanított, három ország állampolgára volt és egy negyediknek a köztársasági elnöke is lehetett volna. Róla elmondhatjuk, hogy igazi világpolgár volt.

1879. március 14-én született a németországi Ulmban. Hat héttel később a családja Münchenbe költözött, és a kis Albert itt járt a Luitpold Gimnáziumba. Nem sokkal ezután tovább vándoroltak Olaszországba, de Albert Svájcban, Aarauban folytatta tanulmányait. 1896-ban iratkozott be a svájci szövetségi műszaki főiskolára (ETH). Mindez már Zürichben történt, ahol így tehát matematikát és fizikát hallgatott – méghozzá tanári szakon. 1901-ben – diplomaszerzésének esztendejében – megkapta a svájci állampolgárságot, és minthogy képtelen volt tanári állást szerezni, a svájci szabadalmi hivatalban helyezkedett el.

1905-ben szerezte meg doktori fokozatát. A hivatalban nagyon sok szabadideje maradt, ekkoriban dolgozta ki legfontosabb tanulmányainak jelentős részét. 1908-ban magándocensnek nevezték ki Bernben. 1909-ben rendkívüli professzori állást kapott Zürichben, majd 1911-ben az elméleti fizika professzora lett Prágában. A következő évben visszatért Svájcba, Zürichbe, ahol hasonló posztra nevezték ki. 1914-ben a Vilmos Császár Fizikai Intézet igazgatója lett, és egyúttal a berlini egyetem professzori tisztét is megkapta. Ugyanebben az évben a német állampolgárságot is megszerezte. Berlinben 1933-ig maradt, ahonnan a nácik elleni tiltakozásul lemondott német állampolgárságáról és kivándorolt Amerikába. Itt a Princeton Egyetem elméleti fizika professzora lett. 1940-ben kapta meg az amerikai állampolgárságot, majd posztjáról 1945-ben vonult vissza. A második világháború után vezető alakja lett a „World Government Movement”-nek, vagyis a Világkormányzati Mozgalomnak. Ekkoriban ajánlották fel neki, hogy vállalja el Izrael állam elnöki posztját, ám ezt visszautasította a híres tudós. Ugyanakkor együttműködött Dr. Chaim Weizmann-nal, a jeruzsálemi Héber Egyetem felállításában.

Albert Einstein szinte megszámlálhatatlan tudományos kitüntetést és elismerést kapott. A nevesebb egyetemeken díszdoktorrá avatták, a világ legnagyobb akadémiái tiszteletbeli, levelező vagy rendes tagjukká választották. Kitüntetései között a legnagyobb presztízsű az 1921-es Nobel-díj. Ezt azonban nem a relativitáselméletért, hanem a fényelektromos jelenség tisztázásáért kapta. Elnyerte mindemellett a londoni Royal Society Copley-érmét 1925-ben és a Franklin Intézet Franklin-érmét 1935-ben.

Einstein 1903-ban vette feleségül Mileva Maric-ot, aki Ausztria-Magyarországban született. Egy lányuk és két fiuk született. 1919-ben bomlott fel házasságuk, és Einstein ebben az esztendőben vette feleségül unokatestvérét, Elsa Löwenthalt, aki 1936-ban hunyt el. Albert Einstein 1955. április 18-án távozott el, princetoni otthonában halt meg.

Kapcsolódó cikkünk:

  • Einstein és elfeledett magyar segítői

  • Hozzászólások

    Hogyan kerülhettek a Vesta darabjai egy másik aszteroidára?

    Hogyan kerülhettek a Vesta darabjai egy másik aszteroidára?

    Úgy tűnik, az objektum egyes sziklái valahogy a Bennun kötöttek ki.

    A cél továbbra is a 2024-es holdra szállás

    A cél továbbra is a 2024-es holdra szállás

    Az Artemis-program keretében a NASA több mint 50 év után juttatna ismét embert az égitestre.

    Különleges fényjelenség egy üstökösön

    Különleges fényjelenség egy üstökösön

    Az égitesten a fényjelenség egészen máshogy alakul ki, mint a Földön.

    Így működik a növények hőmérséklet-érzékelése

    Így működik a növények hőmérséklet-érzékelése

    Az Eötvös Loránd Tudományegyetem (ELTE) kutatóinak részvételével fedezték fel magyar tudósok, hogy a növényekben a tél közeledte beindít egy speciális hőmérséklet-érzékelési mechanizmust.

    Megszülettek az első lombikborjak Magyarországon

    Megszülettek az első lombikborjak Magyarországon

    Országosan egyedülálló tudományos sikert értek el a Szent István Egyetem Kaposvári Campus Embrió-átültető Központjának munkatársai.

    National Geographic 2020. szeptemberi címlap

    Előfizetés

    A nyomtatott magazinra,
    12 hónapra

    9 960 Ft

    Korábbi számok

    National Geographic 2010. januári címlapNational Geographic 2010. februári címlapNational Geographic 2010. márciusi címlapNational Geographic 2010. áprilisi címlapNational Geographic 2010. májusi címlapNational Geographic 2010. júniusi címlapNational Geographic 2010. júliusi címlapNational Geographic 2010. augusztusi címlapNational Geographic 2010. szeptemberi címlapNational Geographic 2010. októberi címlapNational Geographic 2010. novemberi címlapNational Geographic 2010. decemberi címlapNational Geographic 2011. januári címlapNational Geographic 2011. februári címlapNational Geographic 2011. márciusi címlapNational Geographic 2011. áprilisi címlapNational Geographic 2011. májusi címlapNational Geographic 2011. júniusi címlapNational Geographic 2011. júliusi címlapNational Geographic 2011. augusztusi címlapNational Geographic 2011. szeptemberi címlapNational Geographic 2011. októberi címlapNational Geographic 2011. novemberi címlapNational Geographic 2011. decemberi címlapNational Geographic 2012. januári címlapNational Geographic 2012. februári címlapNational Geographic 2012. márciusi címlapNational Geographic 2012. áprilisi címlapNational Geographic 2012. májusi címlapNational Geographic 2012. júniusi címlapNational Geographic 2012. júliusi címlapNational Geographic 2012. augusztusi címlapNational Geographic 2012. szeptemberi címlapNational Geographic 2012. októberi címlapNational Geographic 2012. novemberi címlapNational Geographic 2012. decemberi címlapNational Geographic 2013. januári címlapNational Geographic 2013. februári címlapNational Geographic 2013. márciusi címlapNational Geographic 2013. áprilisi címlapNational Geographic 2013. májusi címlapNational Geographic 2013. júniusi címlapNational Geographic 2013. júliusi címlapNational Geographic 2013. augusztusi címlapNational Geographic 2013. szeptemberi címlapNational Geographic 2013. októberi címlapNational Geographic 2013. novemberi címlapNational Geographic 2013. decemberi címlapNational Geographic 2014. januári címlapNational Geographic 2014. februári címlapNational Geographic 2014. márciusi címlapNational Geographic 2014. áprilisi címlapNational Geographic 2014. májusi címlapNational Geographic 2014. júniusi címlapNational Geographic 2014. júliusi címlapNational Geographic 2014. augusztusi címlapNational Geographic 2014. szeptemberi címlapNational Geographic 2014. októberi címlapNational Geographic 2014. novemberi címlapNational Geographic 2014. decemberi címlapNational Geographic 2015. januári címlapNational Geographic 2015. februári címlapNational Geographic 2015. márciusi címlapNational Geographic 2015. áprilisi címlapNational Geographic 2015. májusi címlapNational Geographic 2015. júniusi címlapNational Geographic 2015. júliusi címlapNational Geographic 2015. augusztusi címlapNational Geographic 2015. szeptemberi címlapNational Geographic 2015. októberi címlapNational Geographic 2015. novemberi címlapNational Geographic 2015. decemberi címlapNational Geographic 2016. januári címlapNational Geographic 2016. februári címlapNational Geographic 2016. márciusi címlapNational Geographic 2016. áprilisi címlapNational Geographic 2016. májusi címlapNational Geographic 2016. júniusi címlapNational Geographic 2016. júliusi címlapNational Geographic 2016. augusztusi címlapNational Geographic 2016. szeptemberi címlapNational Geographic 2016. októberi címlapNational Geographic 2016. novemberi címlapNational Geographic 2016. decemberi címlapNational Geographic 2017. januári címlapNational Geographic 2017. februári címlapNational Geographic 2017. márciusi címlapNational Geographic 2017. áprilisi címlapNational Geographic 2017. májusi címlapNational Geographic 2017. júniusi címlapNational Geographic 2017. júliusi címlapNational Geographic 2017. augusztusi címlapNational Geographic 2017. szeptemberi címlapNational Geographic 2017. októberi címlapNational Geographic 2017. novemberi címlapNational Geographic 2017. decemberi címlapNational Geographic 2018. januári címlapNational Geographic 2018. februári címlapNational Geographic 2018. márciusi címlapNational Geographic 2018. áprilisi címlapNational Geographic 2018. májusi címlapNational Geographic 2018. júniusi címlapNational Geographic 2018. júliusi címlapNational Geographic 2018. augusztusi címlapNational Geographic 2018. szeptemberi címlapNational Geographic 2018. októberi címlapNational Geographic 2018. novemberi címlapNational Geographic 2018. decemberi címlapNational Geographic 2019. januári címlapNational Geographic 2019. februári címlapNational Geographic 2019. márciusi címlapNational Geographic 2019. áprilisi címlapNational Geographic 2019. májusi címlapNational Geographic 2019. júniusi címlapNational Geographic 2019. júliusi címlapNational Geographic 2019. augusztusi címlapNational Geographic 2019. szeptemberi címlapNational Geographic 2019. októberi címlapNational Geographic 2019. novemberi címlapNational Geographic 2019. decemberi címlapNational Geographic 2020. januári címlapNational Geographic 2020. februári címlapNational Geographic 2020. márciusi címlapNational Geographic 2020. áprilisi címlapNational Geographic 2020. májusi címlapNational Geographic 2020. júniusi címlapNational Geographic 2020. júliusi címlapNational Geographic 2020. augusztusi címlapNational Geographic 2020. szeptemberi címlap

    Hírlevél feliratkozás

    Kérjük, erősítsd meg a feliratkozásod az e-mailben kapott linkre kattintva!

    Kövess minket