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Biografia de Albert Einstein | Teoria da relatividade

Ele revolucionou a ciência com a teoria da relatividade, que sendo os conceitos de espaço e tempo e matéria e energia.
No século XVII, simplicidade e elegância com que Isaac Newton conseguiu explicar as leis que regem o movimento dos corpos e das estrelas, unificando a física terrestre e celestial deslumbrado a tal ponto que seus contemporâneos que vieram a ser consideradas mecânica concluída. No final do século XIX, no entanto, já era inevitável a relevância de fenômenos que a física clássica não conseguia explicar. Corresponde à Albert Einstein para superar essas deficiências com a criação de um novo paradigma: a teoria da relatividade, ponto de partida de física moderna.


Albert Einstein em 1947
Em ambos os o modelo explicativo completamente longe do senso comum, relatividade é dentre esses avanços que, no alvorecer do século XX, conduziria ao divórcio entre as pessoas comuns e uma ciência cada vez mais especializada e ininteligível. No entanto, já no físico de vida ou a título póstumo, aspectos ainda mais surpreendentes e incompreensíveis da relatividade acabaria sendo confirmada. Não deve ser nenhuma surpresa, portanto, que Albert Einstein é uma das mais famosas e admiradas na história da ciência: não sabendo que são dificilmente concebível tantas idéias (por exemplo, que a massa de um corpo aumenta com velocidade) deixa nenhuma escolha mas para se render à sua genialidade.

Um mau aluno

Albert Einstein nasceu na cidade bávara de Ulm, em 14 de março de 1879. Ele era o filho primogênito de Hermann Einstein e Pauline Koch, ambos judeus, cujas famílias veio de Swabia. No ano seguinte mudaram-se para Munique, onde o pai foi estabelecido, juntamente com seu irmão Jakob, como um comerciante em electro inovações técnicas da época.
O pequeno Albert era uma criança ainda e introspectiva e teve um desenvolvimento intelectual lento. O próprio Einstein atribuída ao que retardar o facto de ter sido a única pessoa que desenvolver uma teoria como a relatividade: "um adulto normal não seja perturbado por questões levantadas pelo espaço e tempo, porque acredita que tudo o que você precisa saber tal sabe já a partir de sua infância. Eu, por outro lado, teve um desenvolvimento tão lento que eu não comecei a fazer-me perguntas sobre o espaço e o tempo até que eu estive mais».
Em 1894, as dificuldades económicas feitas à família (aumentou de 1881 com o nascimento de uma filha, Maya) mudou-se para Milão; Einstein permaneceu em Munique para terminar o colégio, reunião com os pais no ano seguinte. No Outono de 1896 iniciou seus estudos no Eidgenössische Technische Hochschule Zürich, onde foi aluno do matemático Hermann Minkowski, que posteriormente generalizada formalismo quadridimensional introduzido pelas teorias de seu antigo pupilo.

Com sua segunda esposa, Elsa Einstein
Em 23 de junho de 1902, Albert Einstein começou a prestar seus serviços no escritório Confederal o intelectual de propriedade de Berna, onde trabalhou até 1909. Em 1903, casou-se com Mileva Maric, antigo companheiro de estudos em Zurique, com quem teve dois filhos: Hans Albert e Eduard, nascida em 1904 e 1910, respectivamente. Eles se divorciaram em 1919, e Einstein casou com sua prima Elsa novamente.

Relatividade

Durante 1905, publicou cinco obras na Annalen der Physik: o primeiro deles valeu-lhe o grau de doutor da Universidade de Zurique, e os quatro restantes eventualmente iria impor uma mudança radical na imagem, oferecendo a ciência do universo. Desses quatro, o primeiro forneceu uma explicação teórica, em termos estatísticos, do movimento Browniano, e o segundo deu uma interpretação do efeito fotoelétrico com base na hipótese de que a luz consiste de fótons individuais, mais tarde chamados muitos. As duas restantes obras sentou as bases da teoria restrita da relatividade, estabelecendo a equivalência entre a energia E de uma certa quantidade de matéria e sua massa m em termos da famosa equação E = mc ², onde c é a velocidade da luz, que é suposto para ser constante.
O esforço de Einstein imediatamente colocou-o entre os mais eminentes físicos europeus, mas o reconhecimento público do verdadeiro alcance de suas teorias levou a chegar; o prêmio Nobel de física, recebeu em 1921, foi concedido exclusivamente ' pelo seu trabalho sobre movimento browniano e sua interpretação do efeito fotoelétrico ". Em 1909 ele começou sua carreira de ensino universitário em Zurique e, em seguida, a Praga e retornando de volta para Zurique em 1912 para ser Professor da Politécnica, onde havia estudado.

Einstein toca violino, um dos seus passatempos favoritos (c. 1930)
Em 1914, ele foi para Berlim como um membro da Academia Prussiana de Ciências. A eclosão da primeira guerra mundial obrigou-o a separar da sua família (na época de férias na Suíça), que já não o conheceu. Contra o generalizado sentimento da comunidade acadêmica, Einstein expressou de Berlim tão abertamente contra a guerra, influenciado suas atitudes pelas doutrinas pacifista de Romain Rolland.
O cientista plano, sua atividade focada entre 1914 e 1916, no desenvolvimento da teoria geral da relatividade, baseia o postulado que a gravidade não é uma força, mas um campo criado pela presença de uma massa no espaço-tempo contínuo . A confirmação de suas previsões veio em 1919, para fotografar o eclipse solar de 29 de maio; The Times o apresentou como o novo Newton e sua fama internacional cresceu, forçá-lo a multiplicar suas conferências de divulgação em todo o mundo e popularizou sua imagem de terceira classe traveller de estrada de ferro, com um caso de violino debaixo do braço.
Em direção a uma teoria unificadora
Durante a próxima década, Einstein concentrou seus esforços na busca de uma relação matemática entre o eletromagnetismo e a força gravitacional, se esforçou para avanço no sentido de que, para ele, era para ser o objetivo final da física: descobrir as leis comuns que, supostamente, tinha que regem o comportamento de todos os objetos do universo de partículas subatômicas aos corpos estelares e agrupá-las em uma teoria única "campo unificado". A investigação, que ocupava o restante de sua vida, provou ser um fracasso e eventualmente conduzir ao distanciamento em relação ao resto da comunidade científica. De 1933, com a ascensão de Hitler ao poder, sua solidão foi agravada pela necessidade de renunciar a cidadania alemã e mudou-se para os Estados Unidos; Einstein passou os últimos vinte e cinco anos de sua vida no Instituto de estudos avançados em Princeton (Nova Jersey), cidade onde morreu em 18 de abril de 1955.
Einstein disse uma vez que a política tinha um valor passado, enquanto um valor de equação por toda a eternidade. Nos últimos anos de sua vida, a amargura de não encontrar a fórmula que revela o segredo da unidade do mundo foi acentuada pela necessidade que sentiu-se dramaticamente intervir na esfera da política. Em 1939, a mando dos físicos Leo Szilard e Paul Wigner e convencido da possibilidade que os alemães foram capazes de fabricar uma bomba atômica, dirigida ao Presidente Roosevelt instando-o a empreender um programa de pesquisa em energia atômica.
Depois das explosões de Hiroshima e Nagasaki, Einstein juntou-se a cientistas que procuravam impedir a utilização futura da bomba e propuseram a formação de um mundo governo do embrião consistindo das Nações Unidas. Mas suas propostas a favor de que a humanidade Evite a destruição do indivíduo e coletivas ameaças, feitas em nome de uma amálgama original da ciência, religião e socialismo, receberam políticos rejeitar comparável à crítica respeitosa que sucessivas versões da idéia de um campo unificado entre os cientistas.
Albert Einstein continua a ser uma figura mítica do nosso tempo; mais, ainda, do que veio a ser na vida, se você considerar que uma foto sua que exibe um gesto incomum de escárnio (desenho em uma linguagem de expressão cômica e irreverente) foi elevado à dignidade de ícone nacional após serem convertidos em um pôster comum como ídolos da música e das estrelas de Hollywood. No entanto, não são seu gênio científico ou tamanho humano que melhor explicá-lo como mito, mas, talvez, o cluster de paradoxos que mantém sua própria biografia, acentuada com perspectiva histórica. O campeão de Einstein de pacifismo que é recordado ainda como o "pai da bomba"; e ainda está funcionando que a demonstração do princípio de que "tudo é relativo" é atribuída a ele, que lutaram ferozmente contra a possibilidade de conhecer a realidade que quis brincar com ele para o cego.

Linha do tempo de Albert Einstein


1879Nascido em Ulm.
1896Iniciou seus estudos no Instituto Federal de tecnologia de Zurique.
1901Adquire a nacionalidade suíça.
1902Ingressou como funcionário público no escritório Federal de patentes em Berna.
1903Ela casa-se com Mileva Maric, que terá dois filhos.
1905Ele publicou seus primeiros artigos em que lida com os campos de movimento browniano, efeito fotoelétrico e a relatividade especial.
1909Obter seu primeiro lugar de professor associado da Universidade de Zurique.
1913Ele foi nomeado diretor do Instituto de física Kaiser Wilhelm em Berlim.
1916Publica a teoria geral da relatividade.
1919Mileva divorciaram-se, ele se casou com Elsa, um primo dele.
1920Conheça o Leo Szilard, que irá desenvolver invenções como um frigorífico e uma bomba eletromagnética sem partes móveis.
1921Ele recebe o prêmio Nobel de física.
1933Deixa a Alemanha, vive em exílio na França, Bélgica, Reino Unido e Estados Unidos, país este último onde é recebido com entusiasmo. Haverá um Professor de física teórica no Instituto de estudos superiores de Princeton.
1939Carta a Roosevelt, no qual somos convidados a realizar um programa de pesquisa sobre a bomba atômica.
1940Adopte a cidadania americana.
1945Aposentou-se do ensino para desenvolver suas pesquisas teóricas exclusivamente.
1955Morre em Princeton (EUA).

Albert Einstein e a teoria da relatividade


A teoria da relatividade, desenvolvida principalmente por Albert Einstein, originalmente pretendia explicar certas anomalias no conceito do movimento relativo, mas em sua evolução tornou-se uma das mais importantes teorias nas ciências físicas e tem sido a base para os físicos demonstrar a unidade essencial da matéria e energia, espaço e tempo e a equivalência entre as forças de gravitação e os efeitos da aceleração de um sistema.

Albert Einstein
A teoria da relatividade como Einstein colocá-lo tinha duas formulações diferentes. A primeira é que que corresponde a dois trabalhos publicados em 1905 na Annalen der Physik. É conhecida como a teoria da relatividade especial e lida com sistemas que se movem um em relação ao outro com velocidade constante (e podem ser mesmo igual a zero). O segundo, chamado de teoria da relatividade geral (isto é chamado o trabalho de 1916 no que fez), lida com sistemas avança a uma velocidade variável.

Teoria da relatividade especial

Os postulados da relatividade especial são dois. O primeiro diz que todo movimento é relativo a alguma coisa e, portanto, o éter, que tinha sido considerado durante o século XIX como média propagador da luz e a única coisa com bastante firmeza do universo, com o movimento absoluto e não determinável, estava fora do lugar em física, desde que já não é necessário tal mídia (cuja existência eficaz Além disso, não tinha sido capaz de determinar por qualquer experimento).
O segundo postulado afirma que a velocidade da luz é sempre constante em relação a qualquer observador. Das respectivas instalações teóricas obtido uma série de equações que teve consequências importantes e até mesmo alguns desconcertante, como o aumento da massa com velocidade. Um dos seus resultados mais importantes foi a equivalência entre massa e energia, de acordo com a famosa fórmula E = mc ², onde c é a velocidade da luz, e E representa a energia obtida por um corpo de massa m , quando toda a sua massa é convertida em energia.

Einstein no laboratório de Pieter Zeeman (Amesterdão, c. 1920)
A equivalência entre massa e energia foi demonstrada em laboratório, em 1932 e resultou numa impressionantes aplicações concretas no campo da física: tanto a fissão nuclear e fusão nuclear são processos em que uma parte da massa dos átomos é transformada em energia. Aceleradores de partículas, que obtém um aumento na massa, são prova clara experimental da teoria da relatividade especial.
A teoria também afirma que em um sistema em movimento com relação ao observador é verificada uma dilatação do tempo; dito de outra forma, o tempo passa mais devagar no sistema em movimento. Isso é claramente ilustrado pelo paradoxo do gêmeos famosos: "imagine gêmeos de vinte anos e que um permaneceu na terra e o outro partiu em um navio, mais rápido que a luz, em direção uma meta distante trinta anos luz da terra; parte de trás do navio, para o gêmeo que ficou na Terra teria passado sessenta anos; por outro lado, para os outros, apenas alguns dias".

Teoria da relatividade geral

A teoria da relatividade geral refere-se ao caso dos movimentos que ocorrem com velocidade variável e tem como um postulado fundamental do princípio de equivalência, segundo a qual os efeitos produzidos por um campo gravitacional são equivalentes às produzidas pelo movimento acelerado.
A hipótese revolucionária formulada por Einstein foi causado pelo fato de que a teoria da relatividade especial, com base no princípio da constância da velocidade da luz, que é o movimento do sistema de referência, que é medido (como foi demonstrado no experimento de Michelson e Morley), não coincide com a teoria da gravitação newtoniana : Se a força com que dois corpos são atraídos depende da distância entre eles mover um deve mudar instantaneamente a força sentida pelo outro, ou seja, a interação teria uma velocidade de propagação infinita, violando a teoria da relatividade especial, que diz que nada pode ultrapassar a velocidade da luz.
Depois de várias tentativas para acomodar a interação gravitacional com a relatividade, Einstein sugeriu que a gravidade é não uma força como o outro, mas é uma conseqüência naquele espaço-tempo é distorcido pela presença de massa (ou energia, que é o mesmo). Em seguida, organismos como a terra não se move em órbitas fechadas porque há uma força chamada gravidade, eles se movem em tão perto de uma linha reta, mas em um espaço-tempo que é distorcida pela presença do sol.

Einstein em seu estúdio (c. 1925)
Relatividade geral cálculos são executados em uma dimensões de espaço-tempo, quatro, três espaciais e uma temporal, já adotado na teoria da relatividade restrita, tendo a abandonar o conceito de simultaneidade. No entanto, em contraste com o espaço de Minkowski e por causa do campo gravitacional, este universo não é euclidiano. Assim, a distância entre dois pontos adjacentes do espaço-tempo neste universo é mais complexa do que no espaço de Minkowski.
Órbitas planetárias muito semelhantes ao obtido com a mecânica de Newton são obtidas com esta teoria. Um dos pontos de desacordo entre os dois, a órbita anormalmente alongada do planeta Mercúrio, que tem um efeito de rotação do eixo maior da elipse (aproximadamente um grau a cada dez mil anos), foram observados experimentalmente alguns anos antes, declarou a teoria da relatividade e não poderiam ser explicados com as leis de Newton. A órbita descrita, no entanto, cumprido previsões relativísticas, assim servindo como confirmação experimental da teoria de Einstein.
Um efeito que cedo corroboram a teoria da relatividade geral é a deflexão que sofrem os raios de luz na presença de campos gravitacionais. Raios de luz, indo de uma região de um campo gravitacional para outro, devem sofrer uma mudança em seu comprimento de onda (o desvio gravitacional para o vermelho ou o deslocamento de Einstein), que foi provado por medir o deslocamento de uma estrela, no que diz respeito um grupo de estrelas, tomado como referência, aparente quando os raios de luz de roçou o sol.

Deslocamento de Einstein
Para evitar o ofuscamento do observador pelos raios do sol, verificação foi realizada utilizando um eclipse solar total que teve lugar em 1919. A estrela foi fotografada duas vezes, uma na ausência e na presença do eclipse. Assim, medindo-se o deslocamento aparente da estrela em relação as estrelas de referência, foi obtido o ângulo de deflexão que acabou por ser muito perto de que Einstein imaginou.
O conceito de tempo foi profundamente afetado pela relatividade geral. Um resultado surpreendente desta teoria é que tempo deve decorrer mais lento é muito mais forte o campo gravitacional em que é medido. Esta previsão foi também confirmado pela experiência em 1962. De fato, muitos sistemas de navegação por satélite moderno tem em conta este efeito, pois caso contrário eles dariam erros no cálculo da posição de vários quilômetros.
Outra dedução surpreendente da teoria de Einstein é o fenômeno do colapso gravitacional, que dá origem à criação de buracos negros, as concentrações de massa, tal que a sua força de gravidade armadilhas mesmo luz high-density. Desde que o potencial gravitacional é não-linear, para tornar-se a ordem do quadrado da velocidade da luz, que você pode crescer indefinidamente, aparecendo uma singularidade em soluções. O estudo dos buracos negros se tornaria em alguns anos em uma das áreas pesquisa de aumento da atividade no campo da cosmologia; Talvez seja o centro de interesse da frutuosa hipótese de outro físico distinto, Stephen Hawking.
Precisamente na sequência da relatividade geral, os modelos cosmológicos do universo passou por uma transformação radical. Cosmologia relativista concebe um universo ilimitado, desprovido de limites ou barreiras, mas finito; o espaço é curvado no sentido de que a massa gravitacional determina a curvatura dos raios de luz em sua proximidade. No entanto, o matemático russo Alexander Friedmann em 1922 concebeu um modelo representado um universo em expansão e deveu-se também as equações relativísticas de Einstein. No entanto, a maior revolução do pensamento que leva à teoria da relatividade geral é o abandono do espaço e do tempo como variáveis independentes da matéria, que é extremamente estranho e aparentemente contrária a experiência. Antes desta teoria do espaço e do tempo foram concebidos como referências como absolutas e independentes com antes da existência do universo; Esta intuitiva "evidência" que temos na vida cotidiana também foram os orçamentos que forçada na mecânica de Newton e de Descartes racionalismo.
Publicado para fins educacionais
Biografias de personagens históricos e personalidades