Что создал эйнштейн: Альберт Эйнштейн — 10 достижений и цитат великого учёного – Blog Imena.UA

Почему теория относительности Эйнштейна не получила Нобеля — Российская газета

Про E=mc² слышали даже те, кто совершенно далек от науки. Чарли Чаплин говорил Эйнштейну: «Люди Вам аплодируют потому, что Вас не понимает никто, а мне — потому, что меня понимает каждый».

Как у многих озарений человечества у этой формулы удивительная судьба. Она появилась на свет 110 лет назад, трудно выходила в люди, но постепенно завоевала мир. Она не только открыла новую физику, она изменила жизнь обычных людей. Сейчас трудно даже представить, что Нобелевский комитет десять лет упорно отвергал кандидатуру Эйнштейна, хотя ее выдвигали такие крупные ученые, как Лоренц, Планк, Бор, Камерлинг-Оннесс. И все же члены комитета не решались присудить премию. Их главный аргумент? Теория относительности не подтверждена экспериментально. В конце концов был найден дипломатический выход: в 1921 году Эйнштейн получил премию за другую свою теорию — фотоэффекта. А теория относительности так и осталась без наград.

Что же открыл Эйнштейн? Почему всего три буквы его формулы изменили мир? Говоря попросту, он показал место, где спрятана гигантская энергия. Куда до него никто не заглядывал, хотя оно было у всех под носом. Это масса! Всегда считалось, что масса и энергия никак не связаны между собой. По сути, это два разных мира. Между ними в физике существовал непреодолимый барьер.

Эйнштейн нашел туннель между ними. Самое поразительное, что он не сделал ни одного эксперимента, ничего не измерял, ничего не взвешивал. Он размышлял о природе и скорости света. Что она равна 300 000 км/сек. было установлено еще в XVII веке датчанином Оле Ремером. Он изучал движение Юпитера и его спутника Ио. Эйнштейн совершил следующий шаг, который можно назвать озарением. Он понял, что ничто во Вселенной не может двигаться быстрей скорости света. Это не просто цифра, а физический предел. Такой же как, например, абсолютный ноль при температуре минус 273,15 градуса Цельсия.

Именно этот предел скорости света и позволил Эйнштейну прорыть туннель, через который масса и энергия переходят друг в друга. Он доказал, что энергия законсервирована в массе. И при определенных условиях эта «банка» вскрывается и преобразованная через коэффициент с² (в 900 000!!! раз) масса даже в один грамм превращается в гигантскую энергию. Поэтому, кстати, даже атомная бомба, начинка которой поместилась бы на ладони руки, может разрушить небольшой город.

Статья с этой формулой никому не известного скромного сотрудника патентного бюро в сентябре 1905 года была опубликована в журнале «Анналы физики». Она во многом была необычна. В ней всего 30 листов, а главное — ни одной ссылки на работы коллег. Подобное в научной среде не принято. Автор словно пришел из другого мира и не знает законов научного общежития. Статья прошла совершенно незаметно. Скорей всего тогда никто не понял, о чем там, собственно, идет речь. Но «научный камень» был брошен, и по воде пошли круги. Постепенно физики стали «просыпаться», заговорили о статье. Потянулись к неизвестному автору, чтобы познакомиться и прояснить суть формулы. Долгое время ее мало кто понимал.

Сегодня теория относительности — один из краеугольных камней науки. По формуле Е=mc² живут Солнце и прочие звезды, выбрасывая гигантские потоки энергии, извлеченной из массы. Благодаря этой формуле возникли все химические элементы и планеты. Она объясняет появление «черных дыр», позволяет подсчитать, когда потухнет Солнце и закончится наш мир. Формула добралась и до каждого человека. Она работает в телевизоре, в позитронно-эмиссионном томографе, который диагностирует рак на ранних стадиях, в способах его лечения и т.д.

Сам Эйнштейн во многом остается загадкой, феноменом. Многое в его жизни кажется парадоксальным. В детстве не был вундеркиндом. Многие вообще сомневались в его полноценности, считали ленивым и замкнутым. В школе выглядел ни на что не способным, над ним постоянно смеялись. Он так и не получил аттестат об окончании гимназии. В Высшее техническое училище смог поступить только со второго раза. Учился спустя рукава, вышел с очень низкими оценками — 4.91 при среднем 6. Он постоянно слышал фразу «из вас ничего путного не выйдет». Ему выдали характеристику, с которой на приличную работу не устроиться. Так он попал в патентное бюро на самую низкооплачиваемую должность.

Считается, что ученый должен постоянно вариться в научном бульоне, общаться с коллегами, участвовать в «мозговых штурмах». Эйнштейн был одиночкой. Ему хватало общения с самим собой. А думал он ни много ни мало о Пространстве и Времени, читая научные журналы. Поражает время, за которое он совершил свое открытие. Восемь месяцев! А всего в том же 1905 году он опубликовал четыре статьи, каждая из которых стала фундаментальным вкладом в физику. Одна из них — та самая теория фотоэффекта, за которую он все же получил Нобелевскую премию.

Как Эйнштейн создал теорию относительности

Ему много раз задавали этот вопрос. Полушутя, полувсерьез он отвечал: «Нормальный взрослый человек вообще не задумывается над проблемой Пространства и Времени. По его мнению, он уже думал об этом в детстве. Я же развивался интеллектуально так медленно, что Пространство и Время занимали мои мысли, когда я стал уже взрослым. Естественно, я мог глубже проникать в проблему, чем ребенок с нормальными наклонностями».

Достижения — Альберт Энштейн

Итак, основными достижениями Эйнштейна, его вкладом в развитие современной физики, являются: 
1)Эйнштейн создал специальную и общую теорию относительности, коренным образом изменившие представления о пространстве, времени и материи. В 1905 году в статье «К электродинамике движущихся тел» разработал основы специальной теории относительности, изложив новые законы движения, которые обобщали ньютоновские и переходили в них в случае малых скоростей тел. В основу своей теории положил два постулата: специальный принцип относительности, являющийся обобщением механического принципа относительности Галилея на любые физические явления (в любых инерциальных системах все физические процессы — механические, электрические, тепловые, оптические и др. — протекают одинаково), и принцип постоянства скорости света в вакууме (скорость света в вакууме не зависит от движения источника света или наблюдателя и одинакова во всех направлениях, то есть, одинакова во всех инерциальных системах и равна 30000000000 см/с). Оба постулата и теория, построенная на их основе, привели к ломке многих установившихся классических понятий (абсолютное пространство, абсолютное время), заставили пересмотреть ряд основных положений классической физики Ньютона, установили новый взгляд на мир, новые пространственно-временные представления (относительность длины, времени, одновременности событий). Однако эта теория не отбросила совсем закономерностей, установленных классической механикой, а уточнила их в случае движения со скоростями, соизмеримыми со скоростью света в вакууме. Исходя из своей теории, Эйнштейн в том же 1905 году открыл закон взаимосвязи массы и энергии. Показал, что масса является мерой энергии, заключенной в телах. Это соотношение Эйнштейна лежит в основе расчета энергетического баланса ядерных реакций, в основе всей ядерной физики. Все положения и выводы специальной теории относительности ярко подтвердились в многочисленных опытах, она стала мощным инструментом в физических исследованиях, в частности в физике микромира. 

2)Значительна роль Эйнштейна и в создании квантовой теории. Если М. Планк квантовал лишь энергию материального осциллятора, то Эйнштейн ввел в 1905 году представление о дискретной, квантовой структуре самого светового излучения, рассматривая последнее как поток квантов света, или фотонов (фотонная теория света). Таким образом, Эйнштейну принадлежит теоретическое открытие фотона, экспериментально обнаруженного в 1922 году А. Комптоном. Исходя из квантовой теории света, объяснил такие явления, как фотоэффект (закон Эйнштейна для фотоэффекта), правило Стокса для флюоресценции, фотоионизацию и др., которые не могла объяснить электромагнитная теория света. За эти исследования в 1921 году ученому была присуждена Нобелевская премия по физике. В 1907 году распространил идеи квантовой теории на физические процессы, непосредственно не связанные со светом. В частности, рассмотрев тепловые колебания атомов в твердом теле и использовав идеи квантовой теории, объяснил уменьшение теплоемкости твердых тел при понижении температуры, разработав первую квантовую теорию теплоемкости твердых тел. 
3)В 1909 году впервые рассмотрел корпускулярно-волновой дуализм для излучения, а также флуктуации энергии равновесного излучения, получив формулу для флуктуаций энергии. 
4)В 1912 году установил основной закон фотохимии: каждый поглощенный фотон вызывает одну элементарную фотореакцию (закон Эйнштейна). 
5)Предсказал в 1916 году явление индуцированного излучения, ввел вероятности спонтанного и вынужденного излучений (коэффициенты Эйнштейна). 
6)В статистической физике развил в 1905 году молекулярно-статистическую теорию броуновского движения, в 1924-25 годах создал квантовую статистику частиц с целым спином (статистика Бозе-Эйнштейна). 
7)В 1915 году предсказал и совместно с В. де Гаазом экспериментально обнаружил эффект изменения механического момента при намагничивании тела (эффект Эйнштейна-де Гааза).  
8)В 1915 году завершил создание общей теории относительности, или современной релятивистской теории тяготения, установившей связь между пространством-временем и материей. К ее созданию Эйнштейна привел анализ известного факта, что отношение инертной массы тела к гравитационной одинаково для всех тел (принцип эквивалентности). Этот принцип вместе с принципом относительности лег в основу общей теории относительности, объяснившей сущность тяготения, состоящую в изменении геометрических свойств, искривлении четырехмерного пространства-времени вокруг тел, которые образуют поле (любая масса влияет на метрику окружающего пространства). Вывел уравнение, описывающее поле тяготения — уравнение Эйнштейна (в 1915 году общековариантные уравнения гравитационного поля получил также Д. Гильберт). Для проверки своей теории предложил три эффекта: искривление светового луча в поле тяготения Солнца, смещение перигелия Меркурия и гравитационное красное смещение. Эти эффекты, как показали последующие эксперименты, действительно действуют и количественно правильно предсказывались общей теорией относительности. 
9)В 1916 году постулировал гравитационные волны и в 1918 году вывел формулу для мощности гравитационного излучения. Общая теория относительности обусловила бурное развитие космологии как науки. Исходя из этой теории, Эйнштейн в 1917 году предложил новую модель Вселенной, согласно которой Вселенная представляет замкнутое трехмерное пространство (трехмерную сферу) конечного объема и неизменна во времени. Однако эта модель не соответствует действительности, поскольку Вселенная нестационарна, она расширяется. Впервые это теоретически показал А. А. Фридман, а в 1929 году было подтверждено наблюдениями (явление разбегания галактик). Начиная с 1933 года, работы Эйнштейна были посвящены вопросам космологии и единой теории поля. Однако попытки построить такую теорию окончились неудачей. В работах Эйнштейна поднят ряд гносеологических проблем, но его философские взгляды не всегда последовательны.

Открытия в области физики — Открытия А. Эйнштейна

    Эйнштейн разработал частную и общую теории относительности, являясь автором основополагающих трудов по квантовой теории света. Именно Альберт Эйнштейн ввел понятие «фотон», разработал и обосновал законы фотоэффекта, основной закон фотохимии, предсказал индуцированное излучение. Альберт Эйнштейн развил статистическую теорию броуновского движения, заложил основы теории флуктуации, создал квантовую статистику Бозе-Эйнштейна.

    Открытия и достижения Эйнштейна в области физики были поистине революционными, и в его время лишь немногие физики поняли, что специальная теория относительности — это гениальное открытие. Но среди тех, кто понял, был великий физик Макс Планк, который отметил: «Эйнштейновская концепция времени превосходит по смелости все, что до этого времени было создано в умозрительном естествознании и даже в философской теории познания».

    Всю жизнь посвятив себя тонкостям физики, большинству из нас не только непонятных, но даже и неизвестных, Эйнштейн оставался глубоко верующим человеком, отмечая, что именно через постижение великих тайн физики он понял наличие Божественного разума во Вселенной. «Бог не играет в кости» — его знаменитая фраза подчеркивает именно тот факт, что ничего не бывает случайного в бесконечном потоке жизни, а самые невероятные или, напротив, очевидные вещи на самом деле – результат четкого и невероятно логического Закона Вселенной, где каждому из нас отведена своя роль.

    В 1905 году случился переворот в мире науки, произошло величайшее открытие. Молодой неизвестный ученый, работающий в бюро патентов в швейцарском городе Берн, сформулировал революционную теорию.

Эйнштейн однажды сказал, что все теории нужно объяснять детям. Если они не поймут объяснения, то значит теория бессмысленна. Будучи ребенком, Эйнштейн однажды прочитал детскую книжку об электричестве, тогда оно только появлялось, и простой телеграф казался чудом. Эта книжка была написана неким Бернштейном, в ней он предлагал читателю представить себя едущим внутри провода вместе с сигналом. Можно сказать, что тогда в голове Эйнштейна и зародилась его революционная теория.

    В юношестве, вдохновленный своим впечатлением от той книги, Эйнштейн представлял себе, как он двигается вместе с лучом света. Он обдумывал эту мысль 10 лет, включая в размышления понятие света, времени и пространства.

Он осознал, что теория Ньютона, согласно которой время и пространство неизменны, была неправильной, если ее применить к скорости света. С этого и началась формулировка того, что он назвал теорией относительности.

    В мире, который описывал Ньютон, время и пространство были отделены друг от друга: когда на Земле 10 часов утра, то такое же время было и на Венере, и на Юпитере, и по всей Вселенной. Время было тем, что никогда не отклонялось и не останавливалось. Но Эйнштейн по-другому воспринимал время.

    Время – это река, которая извивается вокруг звезд, замедляясь и ускоряясь. А если пространство и время могут изменяться, то меняются и наши представления об атомах, телах и вообще о Вселенной!

    Эйнштейн демонстрировал свою теорию с помощью так называемых мыслительных экспериментов. Самый известный из них – это «парадокс близнецов». Итак, у нас есть двое близнецов, один из которых улетает в космос на ракете. Так как она летит почти со скоростью света, время внутри нее замедляется. После возвращения этого близнеца на Землю оказывается, что он моложе того, кто остался на планете. Итак, время в разных частях Вселенной идет по-разному. Это зависит от скорости: чем быстрее вы движетесь, тем медленнее для вас идет время.

    Этот эксперимент в какой-то степени проводится с космонавтами на орбите. Если человек находится в открытом космосе, то время для него идет медленней. На космической станции время идет медленней. Этот феномен затрагивает и спутники. Возьмем, например, спутники GPS: они показывают ваше положение на планете с точностью до нескольких метров. Спутники движутся вокруг Земли со скоростью 29000 км/ч, поэтому к ним применимы постулаты теории относительности. Это нужно учитывать, ведь если в космосе часы идут медленнее, то синхронизация с земным временем собьется и система GPS не будет работать.

    Через несколько месяцев после опубликования теории относительности Эйнштейн сделал следующее великое открытие: самое известное уравнение всех времен.

 

E=mc²

    Вероятно, это самая известная в мире формула. В теории относительности Эйнштейн доказал, что при достижении скорости света условия для тела меняются невообразимым образом: время замедляется, пространство сокращается, а масса растет. Чем выше скорость, тем больше масса тела. Только подумайте, энергия движения делает вас тяжелее. Масса зависит от скорости и энергии. Эйнштейн представил себе, как фонарик испускает луч света. Точно известно, сколько энергии выходит из фонарика. При этом он показал, что фонарик стал легче, т.е. он стал легче, когда начал испускать свет. Значит E – энергия фонарика зависит от m – массы в пропорции, равной c

2. Все просто.

    Эта формула показывала и на то, что в маленьком предмете может быть заключена огромная энергия. Представьте себе, что вам бросают бейсбольный мяч и вы его ловите. Чем сильнее его бросят, тем большей энергией он будет обладать.

    Теперь что касается состояния покоя. Когда Эйнштейн выводил свои формулы, он обнаружил, что даже в состоянии покоя тело обладает энергией. Посчитав это значение по формуле, вы увидите, что энергия поистине огромна.

    Открытие Эйнштейна было огромным научным скачком. Это был первый взор на мощь атома. Не успели ученые полностью осознать это открытие, как случилось следующее, которое вновь повергло всех в шок.

Загадки Эйнштейна     Во время второй мировой войны американцы проводили исследования для разработки системы защиты военных кораблей от обнаружения с помощью радаров. В этих экспериментах участвовал и А. Эйнштейн, работающий в то время над единой теорией поля. Результат этих экспериментов превзошел все ожидания и до сих пор обсуждается учеными и просто заинтересованными людьми — корабль, на котором было установлено оборудование, стал не только невидим на радарах, но исчез из поля зрения окружавших людей. Более того, эсминец переместился в другой форт на расстоянии сотен километров от места проведения эксперимента, а затем вернулся обратно. Практически вся команда корабля по возвращении сошла с ума, а некоторые оказались впечатаны в переборки. Члены команды утверждали, что побывали в других измерениях. Эксперименты приостановили, а Эйнштейн, разработавший теорию поля, заявил, что человечество еще не готово к этим знаниям и уничтожил свою работу. Вся информация была засекречена. С чем в данном случае мы имеем дело? В научно обоснованным эффектом телепортации, с гениальными предсказаниями из науки будущего, с вопросами перемещения в пространстве и времени, с открытием ворот в параллельный мир? Кто же Эйнтштейн – гений, опередивший время своими научными предвидениями, или провидец, доказавший то, во что не верят скептики, величайшими научными достижениями? Каждый решает сам, одно остается бесспорным – все достижения Эйнштейна будоражат умы людей до сих пор, и удастся ли нам разгадать все его загадки – открытый вопрос.

Письма Эйнштейна против использования атомной бомбы выставили на аукцион в Нью-Йорке — Общество

ТАСС, 22 октября. Четыре письма Альберта Эйнштейна, в которых физик-теоретик призывает никогда больше не допустить применения атомной бомбы, выставлены на аукцион Bonhams в Нью-Йорке за £12 тыс. ($15,5 тыс.). Об этом сообщает во вторник газета Daily Express.

В 1939 году Эйнштейн поставил подпись под письмом группы ученых президенту США Франклину Делано Рузвельту, в котором указывалось на опасность создания атомной бомбы в Германии и необходимость проведения широкомасштабных исследований в этой области в Америке. Через семь лет Эйнштейн, потрясенный последствиями использования ядерного оружия в Хиросиме и Нагасаки, назвал его страшной угрозой человечеству в письмах бизнесмену Кливленду Доджу.

Этот предприниматель стал одним из сторонников движения против оружия массового уничтожения после создания в 1946 году по инициативе физика-теоретика Чрезвычайного комитета ученых-ядерщиков с целью «предотвращения подобных трагедий в будущем».

«На карту поставлена судьба нашей цивилизации», — отмечает Эйнштейн в одном из писем Доджу, датированном октябрем 1946 года.

По словам представителя Bonhams, ученый «был просто ошеломлен применением атомной бомбы». В этом важном собрании писем, выставленных на торги семьей Додж, отражена «кризисная ситуация в Америке и в мире», добавил он.

Альберт Эйнштейн (1879-1955) — один из основателей современной теоретической физики, автор более 300 научных работ. Он разработал в 1905 году специальную теорию относительности, в 1907-1916 годах — общую теорию относительности, работал над проблемами космологии и общей теории поля. В 1921 году удостоен Нобелевской премии по физике.

В 1933 году после прихода к власти в Германии нацистов Эйнштейн эмигрировал в США. В послевоенный период Эйнштейн стал одним из основателей Пагуошского движения ученых, выступающих за мир, разоружение и международную безопасность, за предотвращение мировой термоядерной войны и научное сотрудничество.

Стартап UneeQ создал сайт с виртуальным Альбертом Эйнштейном — Сервисы на vc.ru

Новозеландско-американская компания UneeQ, занимающаяся разработкой трехмерных изображений и чат-ботов с использованием технологии искусственного интеллекта, создала ресурс с виртуальной версией всемирно известного физика Альберта Эйнштейна.

На сайте представлено лицо ученого, которое умеет не только реалистично двигаться, но и разговаривать голосом, максимально приближенным к реальному. За звуковую сторону ресурса отвечает стартап Aflorithmic — лондонская студия разработки аудио-контента.

Запуск такого оригинального проекта приурочен к 100-летию присуждения Эйнштейну Нобелевской премии по физике.

Зайдя на ресурс, с ученым можно “побеседовать” с помощью специального чата Digital Einstein. Для его запуска нужно нажать на кнопку Let’s chat, после чего сайт запросит разрешение на использование микрофона, через который пользователь может озвучить свой вопрос. Дипфейк-версия Эйнштейна умеет поддерживать разговоры на разные темы, среди которых — наука, исследования, работа.

Так, с виртуальным ученым поговорил репортер Business Insider: он спросил, что тот думает про теорию плоской Земли. Ответ был лаконичен: “Конечно, Земля не плоская. Не говорите глупостей”. Еще один вопрос был адресован теме коронавируса и вакцин. На этот раз ученый ответил общей фразой: “Будем надеяться, что уже скоро мы найдем решение этой проблемы и вернемся к нормальной жизни”.

Цифровой Эйнштейн уверенно рассказывает о теории относительности, но при этом не всегда понимает вопросы, требующие рассуждения. Например, на вопрос о том, какое место он занимает в истории, следует ответ: “Извините, я не понял, что вы сказали”.

В пресс-релизе UneeQ сообщается, что ресурс был разработан совместно с Еврейским университетом в Иерусалиме и компанией Greenlight, уполномоченной защищать использование данных Альберта Эйнштейна в любых бизнес-проектах. Они предоставили проекту всю необходимую информацию об ученом, включая запись его голоса и сохранившиеся видеоматериалы выступлений. Для моделирования голоса физика Alforithmic работал со специальным актером озвучки.

Фактически, мы не клонировали голос Эйнштейна как таковой, а использовали его оригинальные записи для вдохновения. Актер озвучивания, который помог смоделировать и записать голос нашего героя, сам является его большим поклонником, и на наш взгляд, очень хорошо передал его характер.

Мэтт Леманн

Исполнительный директор Aflorithmic

Несмотря на оригинальность, подобные проекты нередко вызывают обеспокоенность общества — например, по поводу того, что дипфейк может стать инструментом дезинформации. Однако, как передает портал TechCrunch, cтартап UneeQ видит образовательный потенциал в “использовании известных, давно умерших фигур в интерактивных формах”.

Эйнштейн и современная картина мира

Многие и многие люди знают Альберта Эйнштейна только как автора теории относительности. Действительно, ее создание настолько изменило наши представления об окружающем мире и позволило сделать такой значительный шаг в понимании природы, что одного этого было бы достаточно, чтобы Эйнштейна поставить в один ряд с Ньютоном, Максвеллом и другими гигантами. Но вклад Эйнштейна в физику не исчерпывается одной теорией относительности. Были у него и другие работы, которые легли в основу современной науки.

Альберт Эйнштейн (1879-1955).

Бертран Рассел (1872-1970) — английский математик, философ, социолог. Активно выступал против фашизма, войн, агрессивных методов в международной политике. Один из инициаторов Пагоушского движения за мирное сосуществование и запрещение ядерного оружия.

Микроскоп Роберта Броуна для исследования движений частиц цветочной пыльцы под действием ударов молекул жидкости.

Положения пылинки Броун регистрировал через равные промежутки времени, заносил их на координатную сетку и соединял прямыми. Получалась ломаная линия, демонстрирующая случайные блуждания частицы.

Макс Карл Эрнст Людвиг Планк (1858-1947) — немецкий физик-теоретик. В 1900 году ввел в теорию излучения принципиально новое понятие — квант действия. Спустя пять лет Эйнштейн распространил идею квантов на процесс излучения и предсказал фотон.

Эрнст Мах (1838-1916) — австрийский физик и философ. Исследовал сверхзвуковые течения газа и установил, что его характеристики зависят от отношения скорости течения к скорости звука (‘числа Маха’ — М).

Джеймс Клерк Максвелл (1831-1879) — английский физик; создал теорию электромагнитного излучения и показал, что свет представляет собой один из его видов.

Генрих Рудольф Герц (1857-1894) — немецкий физик, основоположник электродинамики. В 1887 году создал генератор электромагнитных волн (вибратор Герца) и устройство для их регистрации (резонатор Герца).

Схема генератора и резонатора Герца. Вторичная обмотка повышающего трансформатора (индуктивность) с пластинами конденсатора, развернутыми в пространстве, образуют открытый колебательный контур.

Альберт Абрахам Майкельсон (1852-1931).

Интерферометр Майкельсона, сконструированный с целью обнаружить движение Земли относительно неподвижного эфира.

Прибор смонтирован на массивной каменной плите, которая плавает в кольцевом сосуде с ртутью.

Хендрик Антон Лоренц (1853-1928).

‹

›

КЛАССИК ЕСТЕСТВОЗНАНИЯ

Теория относительности дала человечеству ряд важных и полезных применений. К сожалению, как это часто бывает, наряду с полезными применениями появились и другие, крайне опасные для человечества. Например, представления и идеи, основанные на специальной теории относительности, дали возможность создать ядерные реакторы — мощные источники энергии, нехватка которой все более ощущается на Земле. Но эти же идеи привели к созданию атомного и водородного оружия, обладающего неслыханной ранее разрушительной силой. Так нередко бывало в истории человечества. Даже простую спичку можно употребить и во благо и во вред. Можно с помощью спички затопить печь и приготовить обед, а можно поджечь дом. Применение открытия определяется не только знаниями, но и уровнем нравственности общества.

Эйнштейн осознавал всю глубину той опасности, которую представляло для человечества ядерное оружие. 11 апреля 1955 года, за неделю до смерти, он подписал манифест, составленный выдающимся философом и математиком Бертраном Расселом. В этом манифесте, адресованном всем государствам, содержался призыв уничтожить ядерное оружие. Ни одно из государств, обладающих им, не прислушалось к призыву двух великих мыслителей. Да и те страны, которые еще не имели ядерного оружия, но вели работы по его созданию, не обратили никакого внимания на манифест Эйнштейна — Рассела.

Специальная теория относительности во многом изменила наши представления о пространстве и времени. Через десять лет после ее создания Эйнштейн сделал следующий шаг. Он сформулировал общую теорию относительности. Про специальную теорию относительности можно сказать, что она объединила время и пространство. Общая теория относительности объединила время, пространство и вещество. Оказалось, что вещество меняет свойства пространства и ход времени. Предсказания общей теории относительности, сделанные Эйнштейном, были проверены и нашли свое полное подтверждение.

Но место Эйнштейна в современной физике связано не только с созданием теории относительности. Важнейшим его достижением стала теория броуновского движения. В 1827 году английский исследователь Роберт Броун поместил в каплю воды частички цветочной пыльцы и стал их рассматривать в микроскоп. Он увидел, что частички пыльцы не находятся в покое, а совершают беспорядочное движение. По-видимому, такое движение мельчайших частиц в жидкости наблюдалось и до Броуна, но наблюдатели считали, что движутся живые существа. Чтобы проверить такую возможность, Броун поместил пыльцу на несколько месяцев в спирт, а затем перенес эти мельчайшие частички в каплю воды и стал следить за их поведением в микроскоп. Однако они, как и свежая пыльца, совершали такие же беспорядочные движения. Причина этих движений оставалась непонятной в течение без малого восьмидесяти лет, пока в 1905 году не получила объяснения в работах Эйнштейна (одновременно и независимо теория броуновского движения была построена польским физиком Марианом Смолуховским).

Объяснение броуновского движения оказалось важным не только само по себе. После этой работы стало невозможно сомневаться в том, что все тела состоят из атомов и молекул. Наиболее упорные противники атомно-молекулярной теории (в том числе и некоторые выдающиеся физики) были вынуждены снять все свои возражения. Теория броуновского движения дала окончательное подтверждение атомно-молекулярного строения вещества.

Альберт Эйнштейн стал также одним из создателей квантовой теории, которая позволила понять процессы, протекающие внутри атомов, молекул и внутри атомного ядра. Он заложил краеугольные камни квантовой теории, можно сказать, посеял семена, из которых впоследствии выросло дерево квантовой теории. Однако дерево это в том виде, как оно выросло, ему не очень нравилось, он высказал ряд возражений против того, с чем был не согласен в квантовой теории. В частности, ему не нравился вероятностный характер описания событий в квантовой механике. В классической, доквантовой, физике на вопрос: «Что произойдет при таких-то и таких-то условиях?» следовал ответ: «Произойдет то-то и то-то». Квантовая механика на такой вопрос отвечает: «произойдет то-то и то-то с такой-то вероятностью». А может произойти и что-то другое с соответствую щей вероятностью. Эйнштейну классическая определенность, детерминизм, нравилась больше, чем вероятностное описание. Он говорил: «Бог не играет в кости». Были у него и другие возражения. Поэтому некоторые считают, что Эйнштейн — противник квантовой теории. Но не надо забывать, что он стал одним из ее создателей.

БРОУНОВСКОЕ ДВИЖЕНИЕ: КАК УВИДЕТЬ АТОМЫ И МОЛЕКУЛЫ

В 1905 году в нескольких выпусках немецкого физического журнала «Annalen der Physik» («Анналы физики») появились статьи мало кому известного молодого физика, выпускника Цюрихского политехнического института. Автора звали Альберт Эйнштейн. В то время он работал экспертом швейцарского бюро патентов в Берне, то есть, как мы сказали бы теперь, работал не по специальности.

Журнал «Annalen der Physik» был в то время одним из наиболее авторитетных физических журналов не только в Европе, но и во всем мире. Альберт Эйнштейн и раньше печатался в этом журнале, но его статьи, опубликованные до 1905 года, привлекли внимание лишь небольшого числа знатоков, в числе которых были, правда, выдающиеся физики, например Макс Планк. Работы же 1905 года затронули самые основы физической науки и впоследствии принесли их автору бессмертную славу. Можно даже сказать более определенно: если бы Альберт Эйнштейн в 1905 году опубликовал только одну из нескольких выполненных в том году работ, этого было бы достаточно, чтобы выдвинуть его в первые ряды естествоиспытателей.

Альберт Эйнштейн, социализм и современный мир

Жорес Алферов

11 лет назад по решению ООН 2005 год был объявлен Годом физики и Годом Эйнштейна. Альберт Эйнштейн безусловно самый выдающийся ученый современности. Он стал общественным лицом науки и очень часто и вполне заслуженно его называли самым выдающимся человеком ХХ столетия. Будучи еще студентом, я был поражен, и до сих пор поражаюсь, как Альберт Эйнштейн в возрасте 26 лет, будучи неизвестным клерком в патентном бюро в Цюрихе, опубликовал в 1905 году пять статей, которые стали основой современной физики, и более того, по большому счету, современной науки. Эти работы были посвящены трем независимым областям: теории относительности, броуновскому движению и фотоэлектрическому эффекту. Эйнштейн просто полностью изменил наши взгляды на время и пространство, заложил основы квантовой теории света, а теория броуновского движения подтвердила реальность существования атомов – и в то время это было необходимо даже для физиков. Читая эти статьи Эйнштейна, удивляешься: в них немного математики и она не сложная, это скорее интуитивное изложение состояния и возможного развития физики и науки вообще. Много позже эти особенности работы Эйнштейна прекрасно изложил голландский физик-теоретик Г. Хофт, получивший Нобелевскую премию в 1999 году за работы по квантовой теории: «Дирак, Ферми, Фейнман и другие также сделали многократный вклад в физику, но только благодаря Эйнштейну мир понял впервые, что просто размышления могут изменить наше понимание природы».

Наконец, в пятой и последней в 1905 году представленной статье А. Эйнштейна об эквивалентности массы и энергии была приведена знаменитая формула Е=мс2, которую знает практически все население планеты, не имеющее никакого понятия о физическом содержании этой формулы. Ни о физике вообще. Именно это соотношение явилось основой создания ядерного оружия. В жизни Эйнштейна удивительно плодотворными были два года: 1905 и 1916. В 1916 году он опубликовал гениальные работы: общую теорию относительности, и заложил основы всех лазерных технологий, введя и обосновав понятие стимулированных переходов, а в 1924 г. создал новую статистику частиц – статистику Бозе-Эйнштейна. Нобелевская премия была присуждена А. Эйнштейну в 1921 году за его работу по фотоэффекту, которая не только объясняла фотоэлектрический эффект, но и разрешила уже многовековую проблему дуализма волновой и корпускулярной природы света. Совсем недавно в результате ультрасложных экспериментов на LIGO (лазерный интерферометр обсерватории гравитационных волн) были зарегистрированы гравитационные волны, предсказанные в общей теории относительности А. Эйнштейном 100 лет назад. Как отметил на пресс-конференции Фрэнк Кордова – директор Национального научного фонда США, финансировавшего эти исследования, – «Эйнштейн сиял бы от радости!»

Но Альберт Эйнштейн был не только великим ученым, он был великим гражданином нашей планеты. Его волновала несправедливость устройства общества. Он был одним из самых активных противников фашизма и его гитлеровской формы в виде нацизма. Гитлер санкционировал его убийство. Но он успел уехать в Англию. А затем в США. Здесь, в октябре 1939 года, он подписал подготовленное венгерским физиком Л. Сциллардом письмо президенту США о необходимости работы по созданию атомного оружия, и оно было лично вручено Рузвельту 11 октября 1939 года. Эйнштейна убедила подписать это письмо возможность создания атомной бомбы в гитлеровской Германии. После создания атомного оружия в США и атомной бомбардировки японских городов Хиросимы и Нагасаки с убийством сотен тысяч мирных жителей Эйнштейн не мог простить себе свое письмо Рузвельту и говорил, что если бы у него были малейшие сомнения в возможности создания атомного оружия в Германии, он никогда бы не подписал такое письмо.

Монополия атомного оружия у США в первые послевоенные годы развязала в этой стране антисоветскую истерию, которая выражалась и в подготовке атомных бомбардировок СССР, и в широком распространении антикоммунистической и антисоветской пропаганды, стартовавшей с известной речи У. Черчилля в Фултоне в США в 1946 г.

Альберт Эйнштейн всегда относился с большим интересом и сочувствием к грандиозному социальному эксперименту в СССР. В 1929 году в опубликованной заметке памяти В.И. Ленина он писал: «Я чту в Ленине человека, который с полным самопожертвованием отдал все свои силы делу осуществления социальной справедливости. Я не считаю его метод целесообразным. Но одно бесспорно: подобные ему люди являются хранителями и обновителями совести человечества».

В майском номере 1949 года нового журнала «Месячное обозрение» в разгар антисоветской и антисоциалистической истерии в США А. Эйнштейн опубликовал статью «Почему социализм». Представляют огромный интерес взгляды едва ли не самого выдающегося мыслителя ХХ века на экономику и общественное устройство современного мира.

В начале статьи он писал: «Опыт, накопленный с начала так называемого цивилизованного периода человеческой истории, был в значительной мере ограничен и подвержен влиянию причин по своей природе неэкономических. Например, большинство великих государств обязаны своим появлением завоеванию. Народы-завоеватели делали себя юридически и экономически правящим классом завоеванной страны. Они присваивали себе монопольное право на владение землей и выбирали жрецов только из своих рядов. Эти жрецы, в руках которых был контроль над образованием, сделали классовое разделение общества постоянным и создали систему ценностей, которой люди стали руководствоваться в своем общественном поведении, по большей части бессознательно.

Эта историческая традиция остается в силе. Нигде мы не преодолели того, что Торстен Веблен называл «хищнической фазой» человеческого развития. Существующие экономические факты принадлежат к ней, и законы, которые мы можем вывести из этих фактов, не приложимы к другим фазам. А так как цель социализма и состоит именно в том, чтобы преодолеть хищническую фазу человеческого развития ради более высокой, экономическая наука в ее настоящем виде не способна прояснить черты социалистического общества будущего».

Представления наших экономистов в довоенные и послевоенные годы замыкались на проблеме возможности достижения окончательной победы социализма в отдельной стране, не понимая, что создание социалистического общества это прежде всего сложный процесс изменения и развития экономики на основе более высоких этических норм.

Но в 1949 г. уже новые страшные опасности ожидали всё человечество, благодаря созданию ядерного оружия. «Недавно я обсуждал опасность новой войны, которая, на мой взгляд, была бы серьезной угрозой существованию человечества, с одним умным и благожелательным человеком. Я заметил, что только наднациональная организация могла бы стать защитой от такой опасности. На что мой собеседник спокойно и холодно сказал мне: «Почему вы так сильно настроены против исчезновения человеческой расы?»

Я уверен, что еще столетие назад никто не мог бы так легко сделать заявление подобного рода». Но основа кризиса остается прежней. А. Эйнштейн пишет: «Действительным источником этого зла, по моему мнению, является экономическая анархия капиталистического общества. Мы видим перед собой огромное производительное сообщество, чьи члены всё больше стремятся лишить друг друга плодов своего коллективного труда. И не силой, а по большей части соблюдая законом установленные правила. В связи с этим важно понять, что средства производства, т. е. все производственные мощности, необходимые для производства как потребительских, так и капитальных товаров, могут быть и по большей части являются частной собственностью отдельных лиц».

«Правовое» государство, установленное и прославляемое в «передовых», «цивилизованных» странах и в нашей стране после развала Советского Союза, на совершенно законных основаниях занимается рейдерскими захватами чужой собственности, абсолютно непроизводительной и не только бесполезной, но и вредной для всего общества «работой». Егор Гайдар и Анатолий Чубайс привели не только к чудовищному обогащению небольшой кучки новых «богатеев», но и уничтожению могучей реальной экономики СССР. Как писал А. Эйнштейн: «Частному капиталу свойственна тенденция к концентрации в руках немногих. Это связано отчасти с конкуренцией между капиталистами, отчасти потому, что техническое развитие и углубляющееся разделение труда способствует формированию всё более крупных производственных единиц за счет меньших. В результате этих процессов появляется капиталистическая олигархия, чью чудовищную власть демократически организованное общество не может эффективно ограничивать».

Не правда ли, как похожи характеристики олигархов прежде и теперь, на Западе и у нас в стране.

А что происходит в информационной сфере? Вот ответ А. Эйнштейна: «Частные капиталисты неизбежно контролируют, прямо или косвенно, основные источники информации (прессу, радио, образование). Таким образом, для отдельного гражданина чрезвычайно трудно, а в большинстве случаев практически невозможно, прийти к объективным выводам и разумно использовать свои политические права».

Развитие информационных технологий, основы которых были заложены и Эйнштейном: теория фотоэффекта и введение стимулированных переходов; во второй половине ХХ века достигло самого высокого уровня. Еще в 1982 году в докладе на конференции по твердотельным приборам профессор Зи, в то время сотрудник Белл Телеграф, говорил о наступлении, благодаря развитию микроэлектроники, постиндустриального информационного общества.

Выступая на нобелевском банкете в 2000 году, я говорил, что: «Как всегда мы, конечно, имеем от научно-технических открытий и изобретений не только положительный, но и отрицательный эффект. Электронные массмедиа, будучи очень сильным и мощным оружием, к несчастью, иногда попадают в руки нечестных и безответственных людей». Сегодня можно с полным основанием сказать, что электронная техника служит весьма эффективному одурачиванию населения нашей планеты. Как один из создателей современной электроники я с ужасом и полным отвращением смотрю на то, как окружающие меня люди непрерывно играют на айфонах и айпедах, смотрят, как правило, жуткие фильмы, кроме единственного канала «Культура», смотреть наше телевидение нормальным людям нельзя. Примерно то же самое происходит и в западных странах. Дети перестают читать книги и, как правило, становятся неграмотными на родном языке. Отдельные хорошие школы, вроде нашего Лицея, не могут изменить ситуацию в целом. Оболванивание населения планеты идет успешно, и интернет служит ему весьма эффективно, одновременно, как всегда, дает возможность еще и зарабатывать на этом.

Результатом всей этой системы является, как прекрасно сказал А. Эйнштейн: «Неограниченная конкуренция ведет к чудовищным растратам труда и к тому изувечиванию социального сознания отдельной личности, о котором я уже говорил. Это изувечивание личности я считаю самым большим злом капитализма. Вся наша система образования страдает от этого зла. Нашим учащимся прививается стремление к конкуренции; в качестве подготовки к карьере их учат поклоняться успеху в приобретательстве».

Какой же выход из сложившейся ситуации, выход вместе с опасностями его реализации видит выдающийся ученый и мыслитель? «Я убежден, что есть только один способ избавиться от этих ужасных зол, а именно путем создания социалистической экономики с соответствующей ей системой образования, которая была бы направлена на достижение общественных целей. В такой экономике средства производства принадлежат всему обществу и используются по плану.

Плановая экономика гарантировала бы право на жизнь каждому мужчине, женщине и ребенку.

Образование человека ставило бы своей целью развитие в нем чувства ответственности за других людей, вместо существующего в нашем обществе прославления власти и успеха.

Необходимо помнить, однако, что плановая экономика это еще не социализм. Сама по себе она может сопровождаться полным закрепощением личности. Построение социализма требует решения исключительно сложных социально-политических проблем: учитывая высокую степень политической и экономической централизации, как сделать так, чтобы бюрократия не стала всемогущей? Ясность в отношении целей и проблем социализма имеет величайшее значение в наше переходное время».

Необходимо помнить, что эти общие и совершенно правильные утверждения требуют для своего осуществления конкретных решений в конкретных областях. Достаточно вспомнить знаменитую ленинскую формулу: «Коммунизм – это есть советская власть плюс электрификация всей страны».

В послевоенные годы такой областью стали информационные технологии, основанные на развитии микроэлектроники. Стимулом, активно поддержанным властью и в США, и в СССР, были компьютерные технологии для атомного оружия, выдающуюся роль в создании современных «двоичных» компьютерных систем независимо и одновременно сыграли академик С. Лебедев и Джон фон Нейман. Микроэлектроника стала не только движущей силой компьютеризации и новых технологий в самых различных сферах промышленности, но и часто стала решать социальные задачи.

Современные информационные технологии базируются на двух материальных компонентах: кремниевых чипах и полупроводниковых гетероструктурах. Именно гетероструктуры – «кристаллы, сделанные человеком», по образному выражению японского физика Лео Эсаки, определили возникновение и прогресс сотовой телефонии и спутниковой связи, оптоволоконной связи и светодиодного освещения. Вся современная фотоника, быстрая электроника, в значительной степени «солнечная энергетика» и эффективное энергосбережение основаны на их использовании. В отличие от чипов в этой области пионерами и создателями научного фундамента и основ технологии были прежде всего мы, а не американцы. Первое опытное промышленное производство лазеров, светодиодов, солнечных батарей на гетероструктурах у нас было раньше, чем за рубежом.

Основа этого безусловного успеха лежала в традициях нашей академической науки, в том, что Академия наук СССР – это была мощная организация с разветвленной сетью собственных лабораторий, в которых ученые имели свободу выбора и возможность вести фундаментальные работы независимо от временной конъюнктуры.

Однако расцвет практического и широкомасштабного промышленного применения гетероструктур пришелся уже на годы «реформ», то есть развала СССР и всех его высокотехнологичных отраслей экономики. 

И сегодня микроэлектроника, наноэлектроника и рожденная идеями Эйнштейна и основанная на гетероструктурах фотоника по-прежнему являются основой научного, технологического и социального прогресса (в последнем случае часто – регресса!)

США, благодаря разгрому СССР, без больших затрат и усилий сохраняют лидирующие позиции, но наши традиции, все еще выживающие научные школы, прежде всего в Академии наук и ряде вузов, позволяют, используя созданные ранее научные и технологические основы, самостоятельно решать новые задачи. Этой же цели служит и работа Консультативно-научного совета фонда «Сколково» для своевременной поддержки новых стартапов компаний по созданию передовых технологий. Идеология импортозамещения, основанная на программе производства известных компонент, не только не решает основную задачу, но фактически планирует долгосрочное отставание. Только в жесткой конкурентной борьбе по наиболее перспективным направлениям современной электроники, при самой активной поддержке государства мы можем рассчитывать на успех. И здесь, как всегда, новое божество, рожденное «нашим» капитализмом, – деньги – главный стимул, как и раньше, отбросит нас в отсталый мир развивающихся стран.

Нам необходимо развивать новую электронику на основе наших прежних достижений в области физики и технологии наноструктур, а для этого наше образование должно готовить специалистов с глубоким знанием физики и информатики, основ биологии и медицины. Современный университет должен сочетать учебную и научную деятельность, ориентируясь на создание новых технологий и междисциплинарные исследовательские программы. Особо важно, чтобы эти общие принципы были наполнены конкретным содержанием, и новые университеты, такие как наш Академический Университет в Санкт-Петербурге, имели реальную поддержку.

«Наука – производительная сила общества», эта формула К. Маркса зовет нас к высшему по этическим нормам обществу – обществу СОЦИАЛИЗМА. 

Источник: sovross.ru

4 предмета повседневного обихода, которые помог создать Эйнштейн

Альберт Эйнштейн по праву известен разработкой своей теории относительности, которая произвела революцию в нашем понимании пространства, времени, гравитации и Вселенной. Теория относительности также показала нам, что материя и энергия — это всего лишь две разные формы одного и того же — факт, который Эйнштейн выразил как E = mc ² , наиболее широко известное уравнение в истории.

Но относительность — лишь одна часть огромного наследия Эйнштейна. Он был столь же изобретателен, когда дело касалось физики атомов, молекул и света.Сегодня мы можем видеть технологические напоминания о его гении почти везде, куда бы мы ни посмотрели. (Также прочтите «10 вещей, которые вы (возможно) не знали об Эйнштейне».)

Вот несколько повседневных товаров, которые демонстрируют вклад Эйнштейна в науку, выходящую за рамки теории относительности.

Бумажные полотенца

Кредит на изобретение бумажных полотенец принадлежит компании Scott Paper из Пенсильвании, которая представила одноразовый продукт в 1907 году как более гигиеничную альтернативу тканевым полотенцам. Но в самой первой статье по физике, которую когда-либо опубликовал Эйнштейн, он проанализировал капиллярную влагу: явление, которое позволяет бумажным полотенцам впитывать жидкость, даже когда сила тяжести стремится увести жидкость вниз.

Этот процесс вытягивает горячий воск в фитиль свечи (отсюда и прозвище). Более формально известное как капиллярное действие, это также то, что помогает расти соку на деревьях и удерживает чернила, перетекающие в перо перьевой ручки. Статья Эйнштейна, опубликованная в 1901 году, была попыткой объяснить, как работает это притяжение. Как он сам позже признал, это была не очень удачная попытка. В то время он утверждал, что молекулы воды притягиваются к молекулам в стенках трубы под действием силы, подобной силе тяжести, что неверно.

Тем не менее, эта первая статья действительно продемонстрировала, что Эйнштейн уже охватывал понятие атомов и молекул, что в то время было спорным. Поскольку эти крошечные гипотетические комочки материи были слишком малы, чтобы их можно было увидеть или измерить, многие высокопоставленные физики утверждали, что они не могут быть частью строгой науки.

Эйнштейн был на стороне более молодых и радикальных физиков, считавших, что капиллярное действие — лишь одно из многих явлений, которые можно объяснить взаимодействием атомов и молекул.В этом смысле он был прав и помог заложить научную основу для современных бумажных полотенец.

Прогнозы фондового рынка

Торговые фирмы с Уолл-стрит нанимают армии математиков для анализа ежедневных приливов и отливов цен на акции, используя самые совершенные инструменты, которые в их распоряжении. Если эти математические волшебники дадут хоть легкий намек на то, в какую сторону подскочат цены, их работодатели могут заработать миллиарды.

Тем не менее, фондовые рынки следуют тому, что математики называют случайным блужданием: если не произойдет какое-то впечатляющее событие, цены в конце любого данного дня с такой же вероятностью снизятся, как и должны вырасти.Если есть шаблоны, которые можно использовать, они должны быть чрезвычайно тонкими и трудными для поиска — вот почему финансовые математики получают такую ​​высокую зарплату.

И часть математических расчетов, лежащих в основе этого деликатного анализа фондового рынка, можно проследить до Эйнштейна. (Также прочтите: «Почему ФБР сохранило дело об Эйнштейне на 1400 страниц»).

Он пытался объяснить странный факт, который впервые заметил английский ботаник Роберт Браун в 1827 году. Браун посмотрел в микроскоп и увидел, что пылинки в капле воды бесцельно дрожали.Это броуновское движение, как его сначала назвали, не имело ничего общего с живыми зернами, так что же заставляло их двигаться?

Полное объяснение должно было подождать, пока Эйнштейн не выйдет из статьи на эту тему в 1905 году. Все еще думая об атомах и молекулах, Эйнштейн понял, что видимые зерна на самом деле сталкиваются с невидимыми молекулами воды. В среднем, рассуждал он, удары будут происходить одинаково со всех сторон. Но в любой момент больше молекул воды ударяется в одну сторону зерна, чем в другую, что дает ей быстрый толчок в каком-то случайном направлении.

Эйнштейн превратил это понимание в уравнение, математически описывающее дрожание. Его статья о броуновском движении широко известна как первое неопровержимое доказательство того, что атомы и молекулы действительно существуют, и до сих пор служит основой для некоторых прогнозов фондового рынка.

Солнечная энергия

В марте 1958 года ВМС США запустили на орбиту вокруг Земли сферу размером с грейпфрут, получившую название «Авангард I». Люди обратили внимание, отчасти потому, что он был первым, кто работал на футуристической технологии, известной как солнечные элементы — блестящие полупроводниковые пластины, которые превращали солнечный свет в электричество.

Сегодня солнечные элементы питают почти все сотни спутников, вращающихся вокруг Земли, а также многие зонды, отправляемые на такие далекие планеты, как Юпитер. На земле солнечные элементы распространяются по крышам пригородов, поскольку быстро падающие цены приближают их к конкурентоспособности с традиционной электроэнергией.

Опять же, Эйнштейн не изобрел солнечные элементы; первые грубые версии их датируются 1839 годом. Но он набросал их основной принцип действия в 1905 году.Его отправной точкой была простая аналогия: если материя комковатая, то есть каждое вещество во Вселенной состоит из атомов и молекул, то, несомненно, свет также должен быть комковатым.

Ослепите нас

Альберт Эйнштейн дает урок физики Конраду Хабихту и Морису Соловину. Трио нашло салон и назовет его Академией Олимпия.

В конце концов, утверждал Эйнштейн, физики недавно обнаружили, что когда твердый объект поглощает или излучает свет, это может происходить только путем дискретного увеличения или уменьшения энергии.И самый простой способ понять этот странный факт, сказал Эйнштейн, — это предположить, что сам свет представляет собой просто рой дискретных энергетических пакетов — частиц света, которые позже будут названы фотонами.

Согласно Эйнштейну, энергия каждого пакета будет пропорциональна частоте света, и это подсказало простой способ проверить идею: направить луч света на металлическую поверхность. Если бы частота была достаточно высокой, по крайней мере, некоторые из его энергетических пакетов имели бы достаточно шума, чтобы выбивать электроны из металла и отправлять их в полет, чтобы экспериментаторы могли их обнаружить.Солнечные элементы работают, по сути, следующим образом: свет, исходящий от солнца, поднимает электроны в ячейке до более высоких уровней энергии, создавая поток электрического тока.

Никто до Эйнштейна не мог полностью объяснить это явление. Его достижение считалось настолько важным, что когда Эйнштейн наконец получил Нобелевскую премию по физике в 1921 году, это было не за теорию относительности, а за объяснение этого так называемого фотоэлектрического эффекта.

Лазерные указки

Если вы были на конференции или играли с кошкой, скорее всего, вы видели лазерную указку в действии.За почти шесть десятилетий, прошедших с тех пор, как в 1960 году физики продемонстрировали первый лабораторный прототип лазера, эти устройства заняли практически все мыслимые ниши, от считывателей штрих-кодов до систем для удаления волос.

Все это выросло из идеи Эйнштейна в 1917 году, когда он пытался больше понять, как свет взаимодействует с материей.

Он начал с представления группы атомов, залитых светом. Как он знал из своей предыдущей работы, атомы, находящиеся в самом низком энергетическом состоянии, могут поглощать фотоны и переходить в более высокое энергетическое состояние.Точно так же атомы с более высокой энергией могут спонтанно испускать фотоны и возвращаться к более низким энергиям. Когда проходит достаточно времени, все приходит в равновесие.

Это предположение дало Эйнштейну уравнение, которое он мог использовать, чтобы вычислить, как должно выглядеть излучение такой системы. К сожалению, его расчеты не соответствовали тому, что физики на самом деле видели в лаборатории. Чего-то не хватало.

Итак, Эйнштейн сделал вдохновенную догадку: возможно, фотоны любят двигаться в одном направлении, так что присутствие их группы, идущей в одном направлении, увеличит вероятность того, что высокоэнергетический атом испускает другой фотон в том же направлении.Он назвал этот процесс стимулированным излучением, и когда он включил его в свои уравнения, его вычисления полностью совпали с наблюдениями.

Лазер — это просто приспособление для обуздания этого явления. Он возбуждает связку атомов светом или электрической энергией, а затем направляет испускаемые ими фотоны в армию, идеально шагающую в одном направлении. Дань Эйнштейну выражается в слове «лазер», которое является аббревиатурой от слова «усиление света за счет вынужденного излучения».

Изобретения Альберта Эйнштейна — Важные изобретения Эйнштейна —

Альберта Эйнштейна считают гением, и его считают одним из величайших мыслителей мира. Хотя он не известен своими изобретениями, как Томас Эдисон или Никола Тесла, теории и идеи Эйнштейна, связанные с физикой, продолжают оказывать влияние и сегодня.

Он провел большую часть своей жизни, исследуя теории относительности, исследуя пространство, время, материю и энергию. Итак, каковы были самые важные теории Альберта Эйнштейна? Оглядываясь назад на этого новаторского мыслителя, мы перечисляем некоторые из наиболее значительных достижений Альберта Эйнштейна.

1. Квантовая теория света

Эйнштейн предложил свою теорию света, утверждая, что весь свет состоит из крошечных пакетов энергии, называемых фотонами. Он предположил, что эти фотоны были частицами, но также обладали волнообразными свойствами, что было совершенно новой идеей в то время.

Он также провел некоторое время, описывая излучение электронов из металлов, когда они поражались большими электрическими импульсами, такими как молния. Он расширил эту концепцию фотоэлектрического эффекта, которую мы обсудим позже в этой статье.

2. Специальная теория относительности Альберт Эйнштейн около 1905 года, когда были опубликованы его «Статьи Ануса Мирабилис». Источник: Люсьен Чаван / Викимедиа

В исследованиях Эйнштейна он начал замечать несоответствия ньютоновской механики в их отношении к пониманию электромагнетизма, особенно к уравнениям Максвелла. В статье, опубликованной в сентябре 1905 года, он предложил новый взгляд на механику объектов, приближающихся к скорости света.

Эта концепция стала известна как Специальная теория относительности Эйнштейна. Это изменило понимание физики в то время.

Открытие Эйнштейна заключалось в том, что наблюдатели в относительном движении воспринимают время по-разному. Он понял, что два события могут происходить одновременно с точки зрения одного наблюдателя, но происходить в разное время с точки зрения другого. И оба наблюдателя будут правы.

Понимание специальной теории относительности может быть немного трудным, но мы сведем ее к простой ситуации.

Он начал с идеи, что свет всегда движется со скоростью 300 000 км / с, и спросил, что случилось бы с нашими представлениями о пространстве и времени, если бы это было так?

А теперь представьте, что у вас снова есть наблюдатель, стоящий на железнодорожной насыпи, когда поезд проезжает мимо, и что каждый конец поезда поражен молнией, когда его середина проходит мимо наблюдателя. Поскольку удары молнии находятся на одинаковом расстоянии от наблюдателя, их свет достигает его глаза в один и тот же момент.Таким образом, наблюдатель сказал бы, что два удара произошли одновременно.

Однако есть еще один наблюдатель, это в поезде, сидящий точно в его середине. Поскольку поезд движется, свет, исходящий от задней молнии, должен проходить дальше, чтобы догнать его, поэтому он достигает этого наблюдателя позже, чем свет, исходящий спереди. Этот наблюдатель заключает, что первым действительно произошло то, что было впереди. И оба наблюдателя будут правы.

СВЯЗАННЫЙ: 7 МИФОВ ОБ АЛЬБЕРТЕ ЭЙНШТЕЙНЕ, НЕОБХОДИМО НЕ ВЕРИТЬ

Эйнштейн определил, что движение в пространстве также можно рассматривать как движение во времени.По сути, пространство и время влияют друг на друга, поскольку оба понятия являются относительными по отношению к скорости света.

3. Номер Авогадро

Для любого, кто прошел уроки химии в средней школе, номер Авогадро может быть звонком.

В то время как Эйнштейн работал над своей математической моделью для объяснения броуновского движения, беспорядочного движения частиц в жидкости, он также доказал существование атомов и заложил основу для вычисления числа Авогадро, числа атомов в одном моль жидкости. молекула или элемент.

Работа Эйнштейна о броуновском движении предполагала существование крошечных неразличимых частиц. Эта теория была позже доказана Жаном Перреном, который проводил эксперименты с использованием высокоточного микроскопа для проверки математической работы Эйнштейна. Это позволило Перрину вычислить число Авогадро и доказать существование атомов — за что он получил Нобелевскую премию в 1926 году.

4. Конденсат Бозе-Эйнштейна

В 1924 году Эйнштейну прислали доклад физика Сатьендры Нат Бозе.В этой статье подробно описан способ представления фотонов света как газа. Эйнштейн обобщил теорию Бозе на идеальный газ из идентичных атомов или молекул, для которого сохраняется число частиц.

Эйнштейн работал с Бозе над распространением этой идеи на атомы, что привело к предсказанию нового состояния материи: конденсата Бозе-Эйнштейна. Первый экземпляр этого государства был выпущен в 1995 году.

Satyendra Nath Bose. Источник: Викимедиа

Он также предсказал, что при достаточно низких температурах частицы будут заблокированы вместе в самом низком квантовом состоянии системы.Это явление называется конденсацией Бозе-Эйнштейна.

Конденсат Бозе-Эйнштейна — это, по сути, группа атомов, которые охлаждаются очень близко к абсолютному нулю. Когда они достигают этой температуры, они почти не двигаются относительно друг друга. Они начинают слипаться и переходят в одно и то же энергетическое состояние. Это означает, что с физической точки зрения группа атомов ведет себя так, как если бы они были одним атомом.

Теперь мы знаем, что это происходит только с «бозонами» — частицами с полным спином, кратным h , постоянной Планка, деленной на 2 пи.

5. Общая теория относительности

В 1916 году Эйнштейн опубликовал свою общую теорию относительности G . Эта статья обобщает концепции специальной теории относительности и закона всемирного тяготения Ньютона, описывая гравитацию как свойство пространства и времени. Эта теория помогла нам понять, как устроена крупномасштабная структура Вселенной.

Теорию общей теории относительности можно объяснить следующим образом:

Ньютон помог количественно оценить гравитацию между двумя объектами как притяжение двух тел, независимо от того, насколько массивно каждое из них или насколько далеко друг от друга они находятся.

Эйнштейн определил, что законы физики остаются неизменными для всех не ускоряющихся наблюдателей, что скорость света постоянна независимо от того, как быстро движется наблюдатель. Он обнаружил, что пространство и время переплетены и что события, происходящие в одно время для одного наблюдателя, могут происходить в другое время для следующего.

Это привело к его теории о том, что массивные объекты в космосе могут искажать пространство-время.

Предсказания Эйнштейна помогли современным физикам изучать и понимать черные дыры и гравитационное линзирование.

6. Фотоэлектрический эффект

Теория фотоэлектрического эффекта Эйнштейна обсуждает эмиссию электронов из металла, когда на него светит свет, как мы упоминали ранее. Ученые наблюдали это явление, но не смогли согласовать открытие с волновой теорией света Максвелла.

Источник: Wolfmankurd / Wikimedia

Его теория фотонов помогла понять это явление. Он предположил, что при попадании света на объект происходит испускание электронов, которые он считал фотоэлектронами.

Эта модель легла в основу того, как работают солнечные элементы — свет заставляет атомы высвобождать электроны, которые генерируют ток, тем самым создавая электричество.

7. Дуальность волна-частица

Работа Альберта Эйнштейна по развитию квантовой теории была одной из самых значительных из того, что он когда-либо делал. В начале своей карьеры Эйнштейн настойчиво утверждал, что свет следует рассматривать как волну и как частицу. Другими словами, фотоны могут вести себя как частицы и как волны одновременно.Это стало известно как дуальность волна-частица.

Цитируется его высказывание по этому поводу: «Мы сталкиваемся с трудностями нового типа. У нас есть две противоречивые картины реальности; по отдельности ни одна из них полностью не объясняет явления света, но вместе они делают».

Когда мы думаем обо всех работах Эйнштейна, мы должны также учитывать, как они повлияли на тех, кто пришел после него. Работа Эйнштейна повлияла на передовую современную квантовую механику, модель физического времени, понимание света, солнечных батарей и даже на современную химию.Он безжалостно задавал вопросы окружающему миру. Это то, что сделало его великим, его бесконечное любопытство к миру.

Главное — не переставать расспрашивать. «У любопытства есть своя причина для существования», — заметил Эйнштейн. Достижения Альберта Эйнштейна однозначно повлияли на наше понимание физики в том виде, в каком мы ее знаем сегодня.

Эйнштейн, Вселенная и Бог

Изображение wikimedia.org

Рассел Григг

Избранный журналом Time своим «Человеком века», ¹ Альберт Эйнштейн ² известен многими вещами (кроме его косматого лица).Его теории специальной и общей теории относительности и его формула эквивалентности массы и энергии E = mc ² навсегда изменили наши взгляды на время и пространство, свет и гравитацию, материю и энергию. Он несколько менее известен своим замечанием «Бог не играет в кости со Вселенной». Но что на самом деле Эйнштейн имел в виду под «Богом»? Был ли его «Бог» чем-то похожим на Бога Библии?

Влияние детства

Хотя Альберт родился в 1879 году в семье евреев-германцев, он не исповедовал иудейскую веру.Он учился в ближайшей католической начальной школе в Мюнхене, а затем в местной средней школе. Альберту, довольно медлительному и мечтательному ученику, наскучили ненаучные предметы, ³ , и он мало что узнал в суровой немецкой системе образования 19 ^-го -го века в стиле милитари. Он вырос с отвращением к дисциплине и пожизненным подозрением ко всем авторитетам.

Альберт Эйнштейн не был христианином. Он не имел представления о Боге Библии и не верил в Иисуса Христа как своего Господа и Спасителя.Его взгляды на религию и «Бога» были эволюционными и пантеистическими.

В 11 лет он прошел через интенсивную религиозную фазу, во время которой он не ел свинины и сочинял песни Богу, которые пел сам себе по дороге в школу. ⁴

С 12 лет Альберт читал популярные книги по науке, самостоятельно изучал алгебру, геометрию и математические вычисления, а также изучал антитеистическую книгу Иммануила Канта Критика чистого разума . Об этом времени своей жизни Альберт позже писал: «Благодаря чтению научно-популярных книг я вскоре пришел к убеждению, что многое в библейских историях не может быть правдой.Следствием этого стала откровенно фанатичная (оргия) [sic] свободомыслия в сочетании с впечатлением, что государство намеренно обманывает молодежь с помощью лжи; это было сокрушительное впечатление. … Мне совершенно ясно, что религиозный рай юности, который был таким образом утерян, был первой попыткой освободиться от цепей… существования, в котором преобладают желания, надежды и примитивные чувства ». ⁴

Антиавторитаризм Альберта, а также, вероятно, его желание избежать обязательной военной службы в 17 лет, заставили его отказаться от немецкого гражданства.28 января 1896 года он стал лицом без гражданства в возрасте 16 лет. Его заявление о предоставлении швейцарского гражданства было одобрено 21 февраля 1900 года.

Высшее образование, отцовство и брак

Вера Эйнштейна в «божественность природы»

Пантеисты верят, что все есть Бог. Это означает, что «Бог» просто становится другим словом для «всего» и теряет всякий реальный смысл — утверждение, что все есть «зинкут», имеет такое же значение. Альберт Эйнштейн открыто разделял пантеизм Спинозы, взгляды которого Энциклопедия Hutchinson Softback , 1996, пишет: «Разум и материя — это два вида бесконечной субстанции, которую [Спиноза] назвал Богом или Природой, добром и злом, относительными.Подобно новой эре и восточной мысли, это «монистическое» убеждение, которое явно отрицает Творца в обычном значении этого слова, то есть того, кто существовал ранее (и, таким образом, не зависит от того, что было «вне»). созданный.

С 1895 по 1900 годы Альберт учился в Цюрихском политехническом институте в Швейцарии, ⁵ в то время лучшем техническом училище в Европе. Он редко посещал лекции, но большую часть своего времени проводил, проводя собственные эксперименты в превосходной физической лаборатории и читая о последних достижениях в физике Герца, Гельмгольца и других пионеров науки.Он также узнал о революционном социализме от своего друга Фридриха Адлера (который в 1918 году прославился убийством премьер-министра Австрии).

Альберт влюбился в Милеву Марич, венгерку и единственную студентку в его классе, которая, хотя и была довольно проста, хромала и ни в малейшей степени не кокетничала, но знала достаточно физику, чтобы иметь возможность вести с ним разумные беседы. В 1901 году от нее родился внебрачный ребенок. Он женился на Милеве в 1903 году, получив работу патентного эксперта в Швейцарском патентном ведомстве в Берне. ⁶

В 1905 году престижный берлинский журнал Annalen der Physik опубликовал четыре статьи, написанные Альбертом в период с 17 марта по 30 июня того же года в его свободное время! ⁷ Первая, за которую он получил Нобелевскую премию 16 лет спустя, описывала, как свет может вести себя как волна и как поток частиц. Второй, касающийся размеров атомов, принес ему докторскую степень в Цюрихском университете. ⁸ Третье, о броуновском движении, является основой современной статистической механики, а четвертое стало основой его специальной теории относительности.Это было основано на «мысленных экспериментах» Альберта, например о том, что он мог бы или не мог увидеть, находясь на космическом корабле, движущемся со скоростью света.

В 1916 году Альберт опубликовал «Основы общей теории относительности». Это было основано на большем количестве «мысленных экспериментов» о том, что гравитация и ускорение производят идентичные эффекты, и что это является следствием искривления (искажения) пространства и времени гравитацией. Ученые были одновременно поражены и сбиты с толку. Затем теория, похоже, подтвердилась во время солнечного затмения в Вест-Индии 29 мая 1919 года. ⁹ Мировая пресса стала называть Альберта «величайшим гением на земле».

Эйнштейн был объявлен в розыск, когда Гитлер и нацисты начали кампанию против «еврейской науки», предложив за его убийство награду в размере 20 000 марок.

Альберт и Эльза

Брак Альберта и Милевы постепенно распался, и в 1914 году они расстались. В 1918 году был начат бракоразводный процесс, основанный на супружеской измене Альберта с его разведенной кузиной Эльзой Левенталь, ¹⁰ , которая ухаживала за ним во время болезни.Цюрихский суд удовлетворил развод 14 февраля 1919 года и постановил, что , среди прочего, , должен дать Альберту денежное вознаграждение из Нобелевской премии, если и когда он получит ее, ¹¹ Милеве. ¹²

Альберт женился на Эльзе 2 июня 1919 года, но снова оказался неверным. ¹³ Он написал, что восхищался покойным другом за то, что он много лет жил в мире и «длительной гармонии с женщиной» — предприятие, в котором я дважды довольно позорно терпел неудачу.’ ¹⁴

Нобелевская премия

В 1922 году Альберт получил официальное известие о присуждении Нобелевской премии 1921 года по физике за свои работы в области теоретической физики и фотоэлектрического закона. Относительность, все еще вызывающая большие споры, была специально исключена. ¹⁵

Сейчас Альберту писали люди со всего мира; некоторые из его ответов раскрывали его нелепое чувство юмора. В Берлине он получил письмо из Нью-Йорка, в котором спрашивалось: «Было бы разумно предположить, что когда человек стоит на голове — или, скорее, вверх ногами, — он влюбляется или совершает другие глупости?» — написал Альберт. «Влюбиться — это отнюдь не самая глупая вещь, которую делает человек, однако гравитация не может быть виновата.’ ¹⁶

В другой раз его спросили, какова формула успеха. Он ответил: « Если A является успехом, я должен сказать, что формула: A = X + Y + Z , X — работа, а Y — игра ». А что такое Z ? » Держи рот на замке. » ¹⁷

В 1933 году, после прихода к власти Адольфа Гитлера, нацисты начали кампанию против «еврейской науки» и предложили награду в 20 000 марок за убийство Альберта. ¹⁸ Он эмигрировал в США и поселился в Принстоне, штат Нью-Джерси, научная супер-знаменитость, став гражданином США 1 октября 1940 года.

Относительность и нравственность

Некоторые люди ошибочно обвиняют теорию относительности Эйнштейна в упадке нравственности, наблюдаемом сегодня. Фактически, Эйнштейн предложил взгляд на природу, в котором абсолютных пространства и времени были заменены на абсолютных скорости света. Он предпочитал называть свою теорию теорией «инвариантности», но термин «относительность» прижился.

Основа нравственности — абсолютная истина Слова Божьего, в котором содержатся Божьи правила святой жизни. Они были подорваны не теорией относительности Эйнштейна, а учением об эволюции, в котором человек отвергает абсолютную истину о Боге и нашу потребность жить в правильных отношениях с Ним, а человек сам решает, как он хочет жить.

Наука может сказать нам только то, что такое , а не то, что должно быть быть . Например, наука говорит нам, что выстрел мужчине в сердце (обычно) убивает его и что определенные сексуальные практики способствуют распространению СПИДа, но она не может сказать нам, правильны эти действия или нет.Для этого нам нужен божественный Законодатель.

Альберт и «бомба»

Большую часть своей жизни Альберт был мягким пацифистом. Однако 2 августа 1939 г., узнав, что немецкие ученые работают над расщеплением атома урана, он подписал письмо президенту Ф. Д. Рузвельту, в котором говорилось: «Это новое явление также приведет к созданию бомб» и призывал «поскорее». действия »со стороны Соединенных Штатов в исследованиях атомной бомбы. ¹⁹

Манхэттенский проект, в рамках которого были созданы первые в мире атомные бомбы, стартовал два года спустя.Альберт, который считался угрозой безопасности, был исключен из участия в этом. ²⁰ После того, как бомбы взорвались в Хиросиме и Нагасаки, он посчитал это письмо одной из своих величайших ошибок.

В ноябре 1952 года Альберт отклонил предложение премьер-министра Израиля Давида Бен-Гуриона стать президентом этой страны. ²¹

В течение большей части последних 30 лет своей жизни Альберт безуспешно пытался установить математическую связь между электромагнитными силами (такими как свет) и гравитацией.Его целью было найти единую формулу, объясняющую поведение всего во Вселенной, от электронов до звезд, названную единой теорией поля. Он умер во сне 18 апреля 1955 года от разрыва основной брюшной артерии.

Эйнштейн и «Бог»

Альберт Эйнштейн не был христианином. Он не имел представления о Боге Библии и не верил в Иисуса Христа как своего Господа и Спасителя. Его взгляды на религию и «Бога» были эволюционными и пантеистическими.

Он написал,

«Я не могу представить себе Бога, который награждает и наказывает свои создания или имеет волю, подобную той, которую мы испытываем в себе.Я также не могу и не хотел бы представить себе человека, который переживет свою физическую смерть; пусть немощные души от страха или абсурдного эгоизма лелеют такие мысли ». ²²

«Желание руководства, любви и поддержки побуждает людей формировать социальную или моральную концепцию Бога. … Человек, полностью убежденный в универсальном действии закона причинности, ни на мгновение не может принять идею существа, которое вмешивается в ход событий. … Бог, который награждает и наказывает, для него немыслим….’ ²³

«В юношеский период духовного развития человечества человеческая фантазия создала богов по образу и подобию человека. … Идея Бога в религиях, изучаемых в настоящее время, является сублимацией той старой концепции богов. … В своей борьбе за этическое благо учителя религии должны обладать достаточным авторитетом, чтобы отказаться от доктрины личного Бога… » ²⁴

Христиане, которые ненадлежащим образом ссылаются на Эйнштейна в своих проповедях, письмах или свидетельствах, делают это в ущерб своему делу.

Относительность и далекий звездный свет

Общая теория относительности Эйнштейна (ОТО) является наиболее экспериментально подтвержденной из существующих теорий гравитации. Он не «опроверг» законы Ньютона, но впитал их в более широкие рамки, являясь более точным описанием при определенных условиях.

GR включает в себя множество противоречивых понятий, таких как черные дыры — области пространства с такой большой массой, что даже световые лучи не могут уйти. Еще одно следствие этого состоит в том, что гравитация искажает само время, поэтому не существует такой вещи, как «абсолютное время».

Ведущая креационистская модель физика доктора Рассела Хамфриса того, как далекий звездный свет может достигать Земли в молодой Вселенной, в значительной степени опирается на ОТО. Это подробно объясняется для непрофессионала (с техническими приложениями) в книге доктора Хамфриса, Starlight and Time .

Многие «прогрессивные креационисты» резко критиковали работу доктора Хамфриса, но на сегодняшний день он смог дать им убедительный ответ. Для тех, кто знаком с книгой, противоречие было задокументировано в нашем журнале Journal и в разделе вопросов и ответов «Астрономия и астрофизика».

Отвечая на вопрос японского ученого о «научной истине», Альберт написал:

«Несомненно, что убеждение, сходное с религиозным чувством, в рациональности или постижимости мира лежит в основе всех научных работ более высокого порядка. Эта твердая вера, вера, связанная с глубоким чувством, в высший разум, который проявляется в мире опыта, представляет мое представление о Боге. В просторечии это можно назвать «пантеистическим» (Спиноза).’ ²⁵

Таким образом, очевидно, что когда Альберт упомянул «Бога», например «Бог не играет в кости со вселенной» и «Господь Бог коварен, но не злой», ²⁶ он имел в виду нечто вроде рациональности во вселенной. Он записал, что сказал, что «глубоко эмоциональное убеждение в присутствии высшей разумной силы, которая проявляется в непостижимой вселенной, формирует мое представление о Боге». ²⁷ Однако он определенно не имел в виду ничего подобного Богу Библии, Который является Создателем, Законодателем, Судьей и Спасителем.

Выступая 19 мая 1939 года в Принстонской духовной семинарии, Альберт сказал: «Конфликт возникает, когда религиозное сообщество настаивает на абсолютной правдивости всех утверждений, записанных в Библии». ^{25 , 28}

Христианский апологет Доктор Хью Росс утверждает, что, несмотря на то, что он не верил в библейского Бога, «Эйнштейн непоколебимо, несмотря на огромное давление со стороны сверстников, стойко держался веры в Создателя». ²⁹ Однако в обычном значении этих терминов Эйнштейн не верил. такая вещь (см. выше о звездном свете).Таким образом, христиане, которые неуместно ссылаются на Эйнштейна в своих проповедях, письмах или свидетельствах, делают это в ущерб своему делу.

Примечание. Поскольку Эйнштейн писал свои научные статьи и большую часть переписки на немецком языке, переводы, использованные выше, у его биографов немного различаются.

Обновление, 2011 г .: После того, как эта статья была опубликована, физик доктор Джон Хартнетт создал другую модель, основанную на теории Эйнштейна, но в уточненном виде, называемом специальной теорией относительности Кармеля.Вот резюме. Действительно ли «темная материя» доказана? Его книга — Starlight Time and the New Physics . Вы можете увидеть диалоги доктора Хамфриса и Хартнетта на их моделях на DVD справа.

Ссылки и примечания

1. Time , стр. 42–67, декабрь 1999 г. Вернуться к тексту
2. Альберт родился в Ульме, Германия, 14 марта 1879 года. Семья переехала в Мюнхен в 1880 году. Вернуться к тексту
3. Его интерес к науке возник с пяти лет.Его отец подарил ему компас. «Почему стрелка всегда указывает в одну сторону?», — хотел знать Альберт. «Магнетизм». «Как невидимая сила проходит через пространство?» Альберт лежал без сна в ту ночь, обдумывая тайну. В его жизни пробудился интерес к постановке и решению научных вопросов. Вернуться к тексту
4. Пайс А., Здесь жил Эйнштейн , Оксфордский университет. Press, New York, NY, USA, стр. 114–15, 1994. Вернуться к тексту
5. Eidgenossische Technische Hochschule или ETH (Федеральный технологический институт).Вернуться к тексту
6. Это длилось с июня 1902 года по июль 1909 года. Вернуться к тексту
7. Переведенные названия: 1. Об эвристическом взгляде на производство и преобразование света. 2. Новое определение размера молекул. 3. О движении малых частиц, взвешенных в неподвижной жидкости, согласно молекулярной теории тепла. 4. К электродинамике движущихся тел. Вернуться к тексту
8. В 1909 году он получил первую из своих многочисленных почетных докторских степеней. Вернуться к тексту
9. Согласно теории Эйнштейна, свет далеких звезд должен отклоняться, когда он проходит через сильное гравитационное поле Солнца.Во время затмения свет от звезд, ранее невидимых из-за яркости Солнца, оказался изогнутым, то есть звезды оказались в другом положении по сравнению с тем, когда их свет не проходил близко к Солнцу. Степень отклонения звездного света под действием силы тяжести Солнца соответствовала предсказаниям Эйнштейна. Вернуться к тексту
10. Арт. 4, стр. 19 заявляет, что Альберт «признался в прелюбодеянии» в письме от 31 августа 1918 года. Вернуться к тексту
11. Альберт номинировался на Нобелевскую премию по физике каждый год с 1910 по 1921 год, кроме 1911 и 1915 годов.Вернуться к тексту
12. Это он сделал в 1923 году. Тогда это стоило около 32 000 долларов США. Милева купила дом в Цюрихе и прожила там большую часть оставшейся жизни. Она умерла в 1948 году. Вернуться к тексту
13. Арт. 4, стр. 20 говорится, что один «внебрачный роман закончился в 1924 году. Несколько других, по-видимому, произошли в более поздние годы». См. Также стр. 38. Вернуться к тексту
14. Арт. 4, стр. 25. Вернуться к тексту
15. Арт. 4, стр. 63. Вернуться к тексту
16. Арт. 4, стр. 88. Вернуться к тексту
17. Арт.4, стр. 152. Вернуться к тексту
18. По иронии судьбы, этот антисемитизм мог удержать нацистов от разработки атомной бомбы. Вернуться к тексту
19. Он подписал еще одно письмо об атомной бомбе, предназначенной для Рузвельта, 7 марта 1940 года. Вернуться к тексту
20. Арт. 4. С. 218–19. Вернуться к тексту
21. Fölsing, A., Albert Einstein , Viking, New York, NY, USA, p. 734, 1997. Вернуться к тексту
22. Арт. 4, стр. 118. Вернуться к тексту
23. Идеи и мнения Альберта Эйнштейна , Crown Publishers, Нью-Йорк, Нью-Йорк, США, стр.36–39, 1954. Вернуться к тексту
24. Арт. 23, стр. 46, 48. Вернуться к тексту
25. Арт. 23. С. 261–62. Вернуться к тексту
26. Он возражал против случайного и непредсказуемого элемента в квантовой механике, где нельзя вычислить, что произойдет, только то, что вероятно, произойдет. Вернуться к тексту
27. Барнетт Л., Вселенная и доктор Эйнштейн , Victor Gallancz Ltd, Лондон, Великобритания, стр. 95, 1953 г. Вернуться к тексту
28. Альберт пропустил Псалом 14: 1.Вернуться к тексту
29. Создатель и Космос , Navpress, CO, USA, p. 49, 1993. Вернуться к тексту

10 вещей, которые Эйнштейн понял правильно — NASA Solar System Exploration

Сто лет назад, 29 мая 1919 года, астрономы наблюдали полное солнечное затмение в амбициозной попытке проверить общую теорию относительности Альберта Эйнштейна, увидев ее в действии. По сути, Эйнштейн думал, что пространство и время переплетены в бесконечную «ткань», как раскинутое одеяло.Массивный объект, такой как Солнце, изгибает покрывало пространства-времени своей гравитацией, так что свет больше не движется по прямой линии, проходя мимо Солнца.

Это означает, что видимые положения фоновых звезд, видимых близко к Солнцу на небе, в том числе во время солнечного затмения, должны казаться слегка смещенными в отсутствие Солнца, потому что гравитация Солнца искривляет свет. Но до эксперимента по затмению никто не мог проверить общую теорию относительности Эйнштейна, поскольку в противном случае никто не мог бы видеть звезды вблизи Солнца в дневное время.

Мир праздновал результаты этого эксперимента по затмению — победу Эйнштейна и начало новой эры нашего понимания Вселенной.

Общая теория относительности имеет много важных последствий для того, что мы видим в космосе и как мы делаем открытия в глубоком космосе сегодня. То же самое верно и для немного более старой теории Эйнштейна, специальной теории относительности, с ее широко известным уравнением E = mc ² . Вот 10 вещей, которые вытекают из теорий относительности Эйнштейна:

Высокоэнергетическое видение

Это изображение, созданное на основе более чем шести лет наблюдений космического гамма-телескопа Ферми НАСА, является первым, на котором показано, как все небо выглядит при энергиях от 50 миллиардов (ГэВ) до 2 триллионов электрон-вольт (ТэВ).Для сравнения, энергия видимого света составляет от 2 до 3 электрон-вольт. Предоставлено: NASA / DOE / Fermi LAT Collaboration | ›Полное изображение и подпись

1. Универсальное ограничение скорости

Знаменитое уравнение Эйнштейна E = mc ² содержит «c», скорость света в вакууме. Хотя свет бывает разных оттенков — от радуги цветов, которые люди могут видеть, до радиоволн, передающих данные космических кораблей, — Эйнштейн сказал, что весь свет должен соответствовать ограничению скорости 186 000 миль (300 000 км) в секунду.Таким образом, даже если две частицы света несут очень разное количество энергии, они будут двигаться с одинаковой скоростью.

Это было экспериментально показано в космосе. В 2009 году космический гамма-телескоп Ферми НАСА обнаружил два фотона практически в один и тот же момент, причем один из них несет в миллион раз больше энергии, чем другой. Оба они прибыли из области высоких энергий вблизи столкновения двух нейтронных звезд около 7 миллиардов лет назад. Нейтронная звезда — это очень плотный остаток взорвавшейся звезды.В то время как другие теории утверждали, что само пространство-время имеет «пенистую» текстуру, которая может замедлять более энергичные частицы, наблюдения Ферми пришли к выводу в пользу Эйнштейна.

Создается впечатление, что образование галактик образует улыбающееся лицо. Две капли желтого цвета висят над широкой дугой света. Нижняя дугообразная галактика имеет характерную форму галактики, которая подверглась гравитационному линзированию — ее свет прошел рядом с массивным объектом на пути к нам, что привело к его искажению и растяжению.Предоставлено: ЕКА / Хаббл и НАСА; Благодарность: Джуди Шмидт (geckzilla)

2. Сильное лицензирование

Подобно тому, как Солнце отклоняет свет от далеких звезд, которые проходят близко к нему, массивный объект, такой как галактика, искажает свет от другого объекта, находящегося намного дальше. В некоторых случаях это явление действительно может помочь нам открыть новые галактики. Мы говорим, что более близкий объект действует как «линза», действуя как телескоп, открывающий более удаленный объект. Целые скопления галактик могут быть линзами и действовать как линзы.

Когда линзирующий объект кажется достаточно близко к более далекому объекту в небе, мы фактически видим несколько изображений этого далекого объекта. В 1979 году ученые впервые наблюдали двойное изображение квазара, очень яркого объекта в центре галактики, который представляет собой сверхмассивную черную дыру, питающуюся диском втекающего газа. Эти видимые копии удаленного объекта меняют яркость, если исходный объект изменяется, но не все сразу, из-за того, как само пространство искривляется гравитацией объекта переднего плана.

Иногда, когда далекий небесный объект точно совмещен с другим объектом, мы видим свет, изогнутый в «кольцо Эйнштейна» или дугу. На этом изображении, полученном космическим телескопом Хаббла НАСА, широкая дуга света представляет собой далекую галактику, которая подверглась линзированию, образуя «улыбающееся лицо» с другими галактиками.

Карта темной материи, сделанная на основе измерений гравитационного линзирования 26 миллионов галактик в обзоре Dark Energy Survey. Предоставлено: Чихуэй Чанг / Институт космологической физики Кавли Чикагского университета / Сотрудничество DES.

3. Слабое линзирование

Когда массивный объект действует как линза для более удаленного объекта, но объекты не выровнены специально по отношению к нашему виду, проецируется только одно изображение удаленного объекта. Это случается гораздо чаще. Гравитация более близкого объекта заставляет фоновый объект выглядеть больше и более растянутым, чем он есть на самом деле. Это называется «слабым линзированием».

Слабое линзирование очень важно для изучения некоторых из самых больших загадок Вселенной: темной материи и темной энергии.Темная материя — это невидимый материал, который взаимодействует с обычной материей только через гравитацию и скрепляет целые галактики и группы галактик, как космический клей. Темная энергия ведет себя как противоположность гравитации, заставляя объекты удаляться друг от друга. Три будущие обсерватории — широкоугольный инфракрасный обзорный телескоп НАСА, миссия WFIRST, космическая миссия Евклид под европейским руководством с участием НАСА и наземный Большой синоптический обзорный телескоп — будут ключевыми игроками в этих усилиях.Изучая искажения галактик со слабыми линзами по всей Вселенной, ученые могут охарактеризовать эффекты этих постоянно загадочных явлений.

Гравитационное линзирование в целом также позволит космическому телескопу Джеймса Уэбба НАСА искать одни из самых первых звезд и галактик во Вселенной.

Когда экзопланета проходит перед более далекой звездой, ее сила тяжести заставляет траекторию звездного света искривляться, а в некоторых случаях приводит к кратковременному повышению яркости звезды на заднем плане, видимой в телескоп.Художественная анимация иллюстрирует этот эффект. Это явление гравитационного микролинзирования позволяет ученым искать экзопланеты, которые слишком далеки и темны, чтобы их можно было обнаружить каким-либо другим способом. Предоставлено: NASA Ames / JPL-Caltech / T. Пайл

4. Микролинзирование

До сих пор мы говорили о гигантских объектах, действующих как увеличительные линзы для других гигантских объектов. Но звезды также могут «линзировать» другие звезды, включая звезды, вокруг которых есть планеты. Когда свет от фоновой звезды «линзируется» более близкой звездой на переднем плане, яркость фоновой звезды увеличивается.Если у этой звезды на переднем плане также есть планета, вращающаяся вокруг нее, то телескопы могут обнаружить дополнительный удар в свете звезды на заднем плане, вызванный вращающейся планетой. Этот метод поиска экзопланет, которые представляют собой планеты вокруг звезд, отличных от нашей, называется «микролинзированием».

Космический телескоп НАСА «Спитцер» в сотрудничестве с наземными обсерваториями с помощью микролинзирования обнаружил планету «ледяной шар». В то время как микролинзирование до сих пор обнаружило менее 100 подтвержденных планет, WFIRST может найти более 1000 новых экзопланет, используя этот метод.

Это первое изображение черной дыры. Используя телескоп Event Horizon, ученые получили изображение черной дыры в центре галактики M87. Предоставлено: сотрудничество телескопа Event Horizon.

5. Черные дыры

Само существование черных дыр, чрезвычайно плотных объектов, из которых не может выйти свет, является предсказанием общей теории относительности. Они представляют собой самые крайние искажения структуры пространства-времени и особенно известны тем, как их огромная гравитация воздействует на свет странным образом, что могла объяснить только теория Эйнштейна.

В 2019 году международное сотрудничество Event Horizon Telescope при поддержке Национального научного фонда и других партнеров представило первое изображение горизонта событий черной дыры, границы, которая определяет «точку невозврата» черной дыры для близлежащего материала. Рентгеновская обсерватория Чандра НАСА, массив ядерно-спектроскопических телескопов (NuSTAR), обсерватория Нила Герелса Свифта и гамма-телескоп Ферми скоординированно изучали одну и ту же черную дыру, и исследователи все еще анализируют результаты.

Галактика M87, полученная здесь космическим телескопом НАСА Спитцер, является домом для сверхмассивной черной дыры, которая извергает две струи материала в космос почти со скоростью света. На вставке крупным планом показаны ударные волны, создаваемые двумя струями. Предоставлено: НАСА / Лаборатория реактивного движения-Калифорнийский технологический институт / IPAC.

6. Релятивистские струи

На этом снимке, полученном спутником Spitzer, в инфракрасном свете показана галактика Мессье 87 (M87), в центре которой находится сверхмассивная черная дыра. Вокруг черной дыры находится диск из чрезвычайно горячего газа, а также две струи материала, летящие в противоположных направлениях.Одна из струй, видимая справа на снимке, направлена ​​почти точно на Землю. Его повышенная яркость обусловлена ​​излучением света частицами, движущимися к наблюдателю со скоростью, близкой к скорости света, — эффект, называемый «релятивистским излучением». Напротив, другая струя невидима на всех длинах волн, потому что она движется от наблюдателя со скоростью, близкой к скорости света. Детали того, как работают такие струи, по-прежнему остаются загадкой, и ученые продолжат изучение черных дыр, чтобы найти новые ключи к разгадке.

Отпечаток этого художника изображает аккреционный диск, окружающий черную дыру, в которой прецессирует внутренняя область диска. «Прецессия» означает, что орбита материала, окружающего черную дыру, меняет ориентацию вокруг центрального объекта. Кредиты: ESA / ATG medialab

7. Гравитационный вихрь

Говоря о черных дырах, их гравитация настолько велика, что они заставляют падающий материал «качаться» вокруг них. Подобно ложке для перемешивания меда, где мед — это пространство вокруг черной дыры, искажение пространства черной дырой оказывает колебательный эффект на материал, вращающийся вокруг черной дыры.До недавнего времени это было только теоретически. Но в 2016 году международная группа ученых, использующая XMM-Newton Европейского космического агентства и ядерную спектроскопическую телескопическую решетку НАСА (NUSTAR), объявила, что они впервые наблюдали сигнатуру колеблющейся материи. Ученые продолжат изучение этих странных эффектов черных дыр, чтобы исследовать идеи Эйнштейна из первых рук.

Между прочим, это колебание материала вокруг черной дыры похоже на то, как Эйнштейн объяснил странную орбиту Меркурия.Как ближайшая к Солнцу планета, Меркурий ощущает наибольшее гравитационное притяжение Солнца, поэтому его орбита медленно вращается вокруг Солнца, создавая колебание.

Advanced LIGO видел гравитационные волны от двух черных дыр, которые слились на расстоянии более миллиарда световых лет от Земли. Это компьютерное моделирование показывает (в замедленной съемке), как это будет выглядеть вблизи. Если бы этот фильм воспроизводился в реальном времени, он длился бы около одной трети секунды.Предоставлено: SXS Lensing.

8. Гравитационные волны

Рябь в пространстве-времени, называемая гравитационными волнами, была выдвинута Эйнштейном примерно 100 лет назад, но фактически не наблюдалась до недавнего времени. В 2016 году международное сотрудничество астрономов, работающих с детекторами лазерной интерферометрической обсерватории гравитационных волн (LIGO), объявило о знаменательном открытии: этот огромный эксперимент обнаружил тонкий сигнал гравитационных волн, которые распространялись в течение 1 года.3 миллиарда лет спустя после того, как две черные дыры слились в катастрофическом событии. Это открыло совершенно новую дверь в область науки, называемую астрономией с несколькими мессенджерами, в которой можно изучать как гравитационные волны, так и свет.

Например, телескопы НАСА совместно измеряли свет от двух нейтронных звезд, сливающихся после того, как LIGO обнаружила сигналы гравитационных волн от этого события, как было объявлено в 2017 году. Учитывая, что гравитационные волны от этого события были обнаружены всего за 1,7 секунды до гамма-излучения от слияния, после оба прошли 140 миллионов световых лет, ученые пришли к выводу, что Эйнштейн был прав в другом: гравитационные и световые волны движутся с одинаковой скоростью.

Как показано на этой иллюстрации, «Кассини» погрузится в атмосферу Сатурна 15 сентября 2017 г. Фото: NASA / JPL-Caltech

9. Солнце задерживает радиосигналы

Космический аппарат для исследования планет также показал, что Эйнштейн был прав в отношении общей теории относительности. Поскольку космические корабли общаются с Землей с помощью света в форме радиоволн, они предоставляют прекрасные возможности увидеть, изменяет ли гравитация массивного объекта, такого как Солнце, путь света.

В 1970 году Лаборатория реактивного движения НАСА объявила, что Mariner VI и VII, которые завершили облеты Марса в 1969 году, проводили эксперименты с использованием радиосигналов — и также согласились с Эйнштейном. Используя сеть Deep Space Network (DSN) НАСА, два мореплавателя провели для этой цели несколько сотен радиоизмерений. Исследователи измерили время, необходимое радиосигналам, чтобы добраться от антенны DSN в Голдстоуне, Калифорния, до космического корабля и обратно. Как и предсказывал Эйнштейн, из-за гравитации Солнца общее время полета в оба конца было задержано.Для Mariner VI максимальная задержка составляла 204 микросекунды, что, хотя и намного меньше одной секунды, почти точно соответствовало ожиданиям теории Эйнштейна.

В 1979 году десантные корабли «Викинг» провели еще более точный эксперимент в этом направлении. Затем, в 2003 году, группа ученых использовала космический корабль НАСА «Кассини» для повторения подобных радионаучных экспериментов с точностью в 50 раз большей, чем у «Викинга». Ясно, что теория Эйнштейна подтвердилась!

Концепция космического корабля Gravity Probe B.Коллаж изображений был отредактирован, чтобы сформировать законченный космический корабль. Предоставлено: Кэтрин Стивенсон, Стэнфордский университет и корпорация Lockheed Martin.

10. Доказательство с орбиты Земли

В 2004 году НАСА запустило космический корабль под названием Gravity Probe B, специально разработанный для наблюдения за реализацией теории Эйнштейна на орбите Земли. Теория гласит, что Земля, вращающееся тело, должна тянуть ткань пространства-времени вокруг себя во время своего вращения, в дополнение к искажению света своей гравитацией.

Космический корабль, оснащенный четырьмя гироскопами, был направлен на звезду IM Pegasi, вращаясь вокруг Земли над полюсами. В этом эксперименте, если бы Эйнштейн ошибался, эти гироскопы всегда указывали бы в одном и том же направлении. Но в 2011 году ученые объявили, что они наблюдали крошечные изменения в направлениях гироскопов в результате того, что Земля из-за своей гравитации увлекала пространство-время вокруг себя.

---

Система глобального позиционирования или GPS — это космическая радионавигационная система Соединенных Штатов, которая помогает определить трехмерное положение с точностью примерно до метра (например, широту, долготу и высоту) и обеспечивает точное время в наносекундах в любой точке Земли.Предоставлено: НАСА.

Бонус: Ваш GPS!

Говоря о временных задержках, GPS (глобальная система позиционирования) на вашем телефоне или в машине полагается на теорию Эйнштейна для точности. Чтобы знать, где вы находитесь, вам нужен приемник — например, ваш телефон, наземная станция и сеть спутников, вращающихся вокруг Земли, для отправки и приема сигналов. Но согласно общей теории относительности, из-за того, что земная гравитация искривляет пространство-время, спутники испытывают время, движущееся немного быстрее, чем на Земле. В то же время специальная теория относительности утверждает, что время движется медленнее для объектов, которые движутся намного быстрее, чем другие.

Когда ученые вычислили суммарный эффект этих сил, они обнаружили, что часы спутников всегда будут немного опережать часы на Земле. Хотя разница в день составляет миллионные доли секунды, это изменение действительно складывается. Если бы в технологии GPS не было встроенной теории относительности, ваш телефон мог бы помочь вам на много миль!

Общая теория относительности Эйнштейна: упрощенное объяснение

В 1905 году Альберт Эйнштейн определил, что законы физики одинаковы для всех неускоряющих наблюдателей и что скорость света в вакууме не зависит от движения всех наблюдателей.Это была специальная теория относительности. Он представил новую основу для всей физики и предложил новые концепции пространства и времени.

Затем Эйнштейн потратил 10 лет, пытаясь включить ускорение в теорию, и опубликовал свою общую теорию относительности в 1915 году. В ней он определил, что массивные объекты вызывают искажение пространства-времени, которое ощущается как гравитация.

Буксир силы тяжести

Два объекта оказывают друг на друга силу притяжения, известную как «гравитация».«Сэр Исаак Ньютон количественно оценил силу тяжести между двумя объектами, когда сформулировал свои три закона движения. Сила, возникающая между двумя телами, зависит от того, насколько массивно каждое из них и насколько далеко друг от друга они лежат. Даже когда центр Земли притягивает вас к нему (удерживая вас на земле), ваш центр масс отталкивается от Земли. Но более массивное тело почти не чувствует рывка от вас, в то время как с вашей гораздо меньшей массой вы обнаруживаете, что прочно укоренились благодаря тому же самому сила.Однако законы Ньютона предполагают, что гравитация — это врожденная сила объекта, которая может действовать на расстоянии.

Альберт Эйнштейн в своей специальной теории относительности определил, что законы физики одинаковы для всех неускоряющихся наблюдателей, и показал, что скорость света в вакууме одинакова независимо от скорости, с которой наблюдатель путешествия. В результате он обнаружил, что пространство и время сплетены в единый континуум, известный как пространство-время. События, которые происходят в одно и то же время для одного наблюдателя, могут происходить в разное время для другого.

Работая над уравнениями для своей общей теории относительности, Эйнштейн понял, что массивные объекты вызывают искажение пространства-времени. Представьте себе, что вы устанавливаете большое тело в центре батута. Тело давило на ткань, вызывая на ней ямочки. Мрамор, свернутый по краю, закручивается по спирали внутрь к телу, притягиваясь почти так же, как гравитация планеты притягивает скалы в космосе.

Экспериментальное свидетельство

Хотя инструменты не могут ни видеть, ни измерять пространство-время, некоторые из явлений, предсказанных по его деформации, подтвердились.

Крест Эйнштейна — пример гравитационного линзирования. (Изображение предоставлено НАСА и Европейским космическим агентством (ESA))

Гравитационное линзирование : свет вокруг массивного объекта, такого как черная дыра, искривляется, заставляя его действовать как линза для вещей, которые лежат за ним. Астрономы обычно используют этот метод для изучения звезд и галактик за массивными объектами.

Крест Эйнштейна, квазар в созвездии Пегаса, является прекрасным примером гравитационного линзирования.Квазар находится на расстоянии около 8 миллиардов световых лет от Земли и находится за галактикой, которая находится на расстоянии 400 миллионов световых лет от Земли. Четыре изображения квазара появляются вокруг галактики, потому что сильная гравитация галактики искривляет свет, исходящий от квазара.

Гравитационное линзирование позволяет ученым видеть довольно интересные вещи, но до недавнего времени то, что они видели вокруг линзы, оставалось довольно статичным. Однако, поскольку свет, движущийся вокруг линзы, движется по разному пути, каждый из которых проходит разное количество времени, ученые смогли наблюдать, как сверхновая звезда возникает четыре раза по мере того, как она была увеличена массивной галактикой.

В другом интересном наблюдении телескоп НАСА Кеплер заметил мертвую звезду, известную как белый карлик, вращающуюся вокруг красного карлика в двойной системе. Хотя белый карлик более массивен, его радиус намного меньше, чем у его компаньона.

«Этот метод эквивалентен обнаружению блохи на лампочке на расстоянии 3000 миль, примерно на расстоянии от Лос-Анджелеса до Нью-Йорка», — говорится в заявлении Ави Шпорера из Калифорнийского технологического института.

Изменения в орбите Меркурия : Орбита Меркурия очень постепенно смещается со временем из-за искривления пространства-времени вокруг массивного Солнца.Через несколько миллиардов лет он может даже столкнуться с Землей.

Перетаскивание кадра пространства-времени вокруг вращающихся тел : Вращение тяжелого объекта, такого как Земля, должно закручивать и искажать пространство-время вокруг него. В 2004 году НАСА запустило Gravity Probe B GP-B). Точно откалиброванный спутник привел к очень небольшому смещению осей гироскопов внутри во времени, что совпало с теорией Эйнштейна.

«Представьте себе Землю, как если бы она была погружена в мед», — говорится в заявлении главного исследователя Gravity Probe-B из Стэнфордского университета Фрэнсиса Эверитта.

«Когда планета вращается, мед вокруг нее будет вращаться, то же самое с пространством и временем. GP-B подтвердил два самых глубоких предсказания вселенной Эйнштейна, имеющих далеко идущие последствия для астрофизических исследований».

Гравитационное красное смещение : Электромагнитное излучение объекта слегка растягивается внутри гравитационного поля. Подумайте о звуковых волнах, исходящих от сирены на машине скорой помощи; когда транспортное средство движется к наблюдателю, звуковые волны сжимаются, но по мере удаления они растягиваются или смещаются в красную сторону.То же явление, известное как эффект Доплера, происходит с волнами света на всех частотах. В 1959 году два физика, Роберт Паунд и Глен Ребка, излучали гамма-лучи радиоактивного железа на стене башни Гарвардского университета и обнаружили, что их частота меньше их собственной частоты из-за искажений, вызванных гравитацией.

Гравитационные волны : Считается, что жестокие события, такие как столкновение двух черных дыр, могут создавать рябь в пространстве-времени, известную как гравитационные волны.В 2016 году Обсерватория гравитационных волн с лазерным интерферометром (LIGO) объявила, что обнаружила доказательства этих контрольных индикаторов.

В 2014 году ученые объявили, что они обнаружили гравитационные волны, оставшиеся после Большого взрыва, с помощью телескопа «Фоновое изображение космической внегалактической поляризации» (BICEP2) в Антарктиде. Считается, что такие волны заложены в космическом микроволновом фоне. Однако дальнейшие исследования показали, что их данные были загрязнены пылью в зоне прямой видимости.

«Поиск этой уникальной записи об очень ранней Вселенной настолько же труден, насколько и увлекателен», — говорится в заявлении Ян Таубер, научный сотрудник Европейского космического агентства по космической миссии Planck по поиску космических волн.

LIGO обнаружил первую подтвержденную гравитационную волну 14 сентября 2015 года. Пара инструментов, базирующихся в Луизиане и Вашингтоне, недавно была модернизирована и находилась в процессе калибровки, прежде чем они были подключены к сети. Первое обнаружение было настолько большим, что, по словам представителя LIGO Габриэлы Гонсалес, команде потребовалось несколько месяцев анализа, чтобы убедить себя, что это реальный сигнал, а не сбой.

«Нам очень повезло с первым обнаружением, что оно было настолько очевидным», — сказала она на 228 собрании Американского астрономического общества в июне 2016 года.

Второй сигнал был замечен 26 декабря того же года, а третий — кандидат упоминался вместе с ним. В то время как первые два сигнала почти однозначно астрофизические — Гонсалес сказал, что менее одной части из миллиона из них было чем-то другим — третий кандидат имеет только 85% вероятности быть гравитационной волной.

Вместе эти два надежных обнаружения предоставляют доказательства пар черных дыр, движущихся по спирали внутрь и сталкивающихся. По прошествии времени Гонсалес ожидает, что LIGO и другие новые инструменты, такие как планируемый Индией, будут обнаруживать больше гравитационных волн.

«Мы можем проверить общую теорию относительности, и общая теория относительности прошла проверку», — сказал Гонсалес.

[Смотрите нашу полную историю открытия здесь и наш полный обзор исторического научного открытия здесь ]

Вот 12 фактов, которые нужно знать об относительности.

Альберт Эйнштейн вкратце

Альберт Эйнштейн родился в немецкой еврейской семье, принадлежавшей к среднему классу. Его родители были обеспокоены тем, что он почти не разговаривал до трех лет, но он был не столько отсталым, сколько тихим ребенком. Он будет строить высокий карточные домики и ненавистные игры в солдатики.В возрасте двенадцати лет он был очарован книгой по геометрии. «Это почти чудо, что современные методы обучения еще не полностью задушено святое любопытство исследования; для в чем это нежное маленькое растение нужно больше всего на свете, кроме стимуляция, это свобода ». БОЛЬШЕ на Эйнштейна годы становления В пятнадцать лет Альберт бросил школу с отвращением заучивая наизусть и учителями солидарности, и вслед за своей семьей Италия, куда они перенесли свой неудачный электротехнический бизнес.После полугода скитаний и бездельничанья он посетил близкий по духу Швейцарская школа. В следующем году он поступил в Федеральный технологический институт. в Цюрихе. После тяжелой работы в лабораторию, но пропуская лекции, Эйнштейн окончил ее с безупречный рекорд. За два мрачных года он мог найти только странные вакансии, но наконец получил должность патентного эксперта.Он женился бывший одноклассник. ПОДРОБНЕЕ на Эйнштейна ранняя карьера Эйнштейн написал четыре фундаментальных документы, все через несколько месяцев. В первой статье утверждалось, что свет должен иногда ведут себя как поток частиц с дискретными энергиями, «кванты». Вторая статья предлагала экспериментальную проверку теории тепла и доказательства существования атомов.Третий документ адресован центральная загадка для физиков того времени — связь между электромагнитная теория и обычное движение — и решила ее с помощью «принцип относительности». Четвертый показал, что масса и энергия являются двумя частями одного и того же, масса-энергия (E = mc 2 ). «Я хочу знать, как Бог создал этот мир. Меня не интересует в том или ином явлении, в спектре того или иного элемента.Я хочу знать Его мысли; остальное — детали ». БОЛЬШЕ на Работы 1905 года Эйнштейн стал доцентом Университет Цюриха, его первая физическая работа на полную ставку. В 1911 году он перешел в Немецкий университет в Праге.Он продолжал публиковать важные документы по физике, и начал встречаться с коллегами-учеными, например, на эксклюзивной конференции Solvay. В следующем году он вернулся в Федеральный технологический институт в Цюрихе в качестве профессора. Эйнштейн переехал в Берлин, занимая исследовательскую должность, которая освободила его от преподавательских обязанностей.Он расстался с женой и двумя сыновьями. Когда началась первая мировая война вспыхнул, Эйнштейн отверг агрессивные военные цели Германии, поддерживая формирование пацифистской группы. После десятилетия размышлений, с потраченными целыми годами в тупиках Эйнштейн завершил свою общую теорию относительности. Отвергнув древние представления о пространстве и времени, он достиг нового понимание гравитации.Между тем он продолжал подписывать петиции для мира. «Годы тревожных поисков в темноте, с их сильное желание, их чередование уверенности и истощения и окончательный выход в свет — только те, у кого есть опытный он может это понять «. БОЛЬШЕ по поиску для общей теории Когда Германия рухнула, Эйнштейн стал больше заниматься политикой и поддерживал новую прогрессивную партию.В следующем году он снова женился. И его общая теория относительности получила ошеломляющее подтверждение от британских астрономов: как и предсказывал Эйнштейн, гравитация искривляет звездный свет. В глазах общественности он стал символом наука и мысли на высшем уровне. ПОДРОБНЕЕ на доказательство теория и мировая слава Благодаря своей славе Эйнштейн отстаивал молодое республиканское правительство Германии и других либеральных причины.Отчасти в результате этого он и его теория относительности подвергся злобной атаке антисемитов. Он начал путешествовать, посетил Международный конгресс профсоюзов в Амстердаме и посетил Соединенные Штаты, чтобы помочь собрать средства для Еврейского университета в Иерусалим. В следующем году он получил Нобелевскую премию. ПОДРОБНЕЕ по Эйнштейну в государственных делах Эйнштейн внес свой вклад в борющаяся новая квантовая теория.Тем временем он искал способ объединить теории электромагнетизма и гравитации. В 1929 г. он объявила о единой теории поля, но математика не могла быть по сравнению с экспериментами; его борьба за полезную теорию только началось. Тем временем он спорил со своими коллегами, оспаривая их вера в то, что квантовая теория может дать полное описание явлений. ПОДРОБНЕЕ по борьбе интерпретировать кванты Не желая живя в Германии при новом нацистском правительстве, Эйнштейн присоединился к Институт перспективных исследований в Принстоне, штат Нью-Джерси.Он отвернулся от строгого пацифизма, и предупредил мировых политических лидеров подготовить за немецкую агрессию. Он также работал над спасением евреев и других политических деятелей. жертвы нацистов. БОЛЬШЕ об Эйнштейне и антисемитизм Эйнштейн подписал письмо Об этом сообщил президенту Ф.Д.Рузвельта о возможности ядерного бомбы, предупреждая, что немцы могут попытаться построить их. Следующий год Эйнштейн стал гражданином США. «Как бы мне хотелось, чтобы где-то существовал остров для мудрые и доброжелательные! В таком месте даже я бы будь ярым патриотом ». БОЛЬШЕ по Эйнштейну и атомная бомба Эйнштейну предложили стать второй президент государства Израиль, но отказался.Он был поддержка многих причин, таких как Организация Объединенных Наций и мировое правительство, ядерное разоружение и гражданские свободы. «Чувство того, что должно и не должно быть, растет и умирает, как дерево, и никакие удобрения не принесут много пользы. Что может сделать человек, так это подать прекрасный пример и смелость твердо придерживаться этических убеждений в обществе циников.Я долгое время пытался так себя вести, с переменный успех ». БОЛЕЕ на Эйнштейна и послевоенная политика Поиск для истинной единой теории поля для более глубокого понимания природы продолжали заполнять дни Эйнштейна.Переписываясь о новый антивоенный проект и написание речи для Израиля, он был поражен и умер. «Одна вещь, которую я усвоил за долгую жизнь: что все наши наука в сравнении с реальностью примитивна и по-детски — и все же это самое дорогое, что у нас есть ». БОЛЕЕ о поисках Эйнштейна единой теории

Альберт Эйнштейн, автор курса | AMNH

Альберт Эйнштейн был самым известным ученым 20 века.Его научные открытия были настолько захватывающими, что его нежное, озадаченное выражение лица и буйство седых волос стали символом гения в народном воображении. Эйнштейн не стремился к славе, но, оказавшись в центре внимания, он решил использовать свою известность для продвижения дела свободы и прав человека во всем мире. Искренний гуманист, он не доверял авторитету. Его независимое, нонконформистское мышление позволило ему отбросить многовековые научные традиции и предложить поразительно оригинальные теории о природе Вселенной.

Эйнштейн родился в 1879 году в Ульме, Германия, в нерелигиозной еврейской семье. Его отец руководил бизнесом по производству электрического оборудования, а мать привила ему любовь к музыке, которая останется с ним на всю жизнь. Эйнштейн был тихим ребенком, очень наблюдательным и самостоятельным. Когда ему было пять лет, он получил компас. Юный Альберт был очарован тем фактом, что независимо от того, в какую сторону он поворачивал компас, стрелка всегда указывала в одном и том же направлении. Это было его введение в научные изыскания.«Этот опыт произвел на меня глубокое и неизгладимое впечатление», — писал он годы спустя. «Что-то более глубокое должно было быть спрятано за вещами».

Эйнштейну повезло, что вокруг него были люди, которые поощряли его интерес к математике и естественным наукам. Его дядя Якоб Эйнштейн, инженер-электрик, и Макс Талми, студент-медик, который был постоянным гостем на семейных обедах, часто давали ему научные книги. Когда Эйнштейну было 12, он изучил геометрию по одной из этих книг.

Легенда гласит, что Эйнштейн был бедным учеником, который вылетел из школы, но это было не так.Он преуспел в математике и естественных науках, хотя часто получал посредственные оценки в других классах. Когда Альберту было 15 лет, его семья переехала в Милан, Италия. Альберту оставался всего один год в средней школе, поэтому он остался. Но к этому времени у него уже развилось глубокое недоверие к авторитету и ненависть к конформизму. Он ненавидел жесткую систему образования Германии, основанную на механическом заучивании. «Это настоящее чудо, — прокомментировал он годы спустя, — что современное образование еще не полностью подавило любопытство, необходимое для научных исследований.«Если бы Альберт остался в Германии до 16 лет, он был бы обязан нести военную службу. Вид солдат, марширующих по улицам, всегда пугал и ужасал его, и он не хотел присоединяться к ним. школы и Германии, и присоединился к своей семье в Милане.

Семья Эйнштейна считала, что он должен продолжить карьеру инженера-электрика, поэтому после окончания средней школы в Швейцарии Альберт поступил в высоко ценимый Швейцарский федеральный технологический институт в Цюрихе.Но Эйнштейн уже знал, что его будущее не как инженера. Его истинной страстью была теоретическая физика, область, в которой он мог вникать в самые фундаментальные вопросы и в которой безраздельно властвовало воображение. «Воображение важнее знаний», — сказал он однажды. «Знания ограничены. Воображение окружает мир».

У Эйнштейна было мало терпения к обстановке в классе, и когда он окончил институт в 1900 году, он был единственным учеником своего класса, которому не предложили должность доцента в школе.После двух лет обучения и репетиторства, которые он мог найти, Эйнштейн получил должность в швейцарском патентном бюро в Берне. Работа не была престижной и не требовала его навыков, но Эйнштейн был рад стабильному доходу, и у него было достаточно времени подумать. Работая патентным клерком, Эйнштейн начал свою выдающуюся научную карьеру, используя только ручку, бумагу и свой разум.

Во время учебы в Швейцарском федеральном технологическом институте Эйнштейн влюбился в Милеву Марич, единственную студентку в его классе.В 1902 году, до свадьбы, у них родилась дочь. Однако судьба их дочери остается загадкой. Считается, что она могла умереть от скарлатины, когда жила со своими бабушкой и дедушкой по материнской линии. Альберт и Милева поженились в следующем году и в конце концов родили двух сыновей. Однако брак никогда не был приоритетом для Эйнштейна, и как в этом, так и в последующем браке у него были частые романы.

Эйнштейн все еще работал в патентном бюро в 1905 году, его annus mirabilis, или «чудесном году».«В том году 26-летний Эйнштейн опубликовал четыре статьи в престижном немецком журнале Annalen der Physik. Это было бы замечательным подвигом для любого, особенно для неизвестного ученого, который даже не работал в академических кругах. Статьи Эйнштейна произвели революцию в физике.

Первая из этих работ утверждала, что свет ведет себя как волна и как частица, идея, названная фотоэлектрическим эффектом. Вторая доказала существование и размер молекул и объяснила их движение, названное броуновским движением.Третьей была Специальная теория относительности Эйнштейна, которая показала, что скорость света постоянна, независимо от скорости источника света, и что время течет с разной скоростью для объектов, движущихся с разной скоростью. Его последняя работа в его чудесный год дала науке самое известное уравнение E = mc ² . Это уравнение, в котором E — энергия, m — масса, а c — скорость света, устанавливает, что энергия и масса на самом деле являются разными формами одного и того же и что одна может быть преобразована в другую.

Хотя многие ученые не сразу приняли специальную теорию относительности, они были заинтригованы. Теперь у Эйнштейна была репутация в научном сообществе, и в 1908 году он покинул патентное бюро и устроился лектором в Бернском университете. В последующие годы он перешел в университеты Цюриха и Праги, прежде чем обосноваться в Берлинском университете. Там в 1916 году Эйнштейн завершил свою работу над своей революционной Общей теорией относительности, в которой углубился в проблему гравитации.

Эйнштейн предложил способ размышления о гравитации, радикально отличающийся от объяснения Исаака Ньютона силы, притягивающей объекты друг к другу. Эйнштейн предположил, что пространство и время подобны туго натянутому куску ткани; объекты подобны шарикам на ткани, которые создают вмятины или искажения, которые заставляют другие объекты двигаться к ним. Гравитация — это искажение ткани пространства и времени. Согласно теории Эйнштейна, очень массивные тела, такие как Солнце, вызывают искривление даже света.

Во время полного солнечного затмения в 1919 году ученые заметили, что положение звезд слегка изменилось, поскольку их свет изгибался вокруг Солнца, что подтверждает теорию Эйнштейна. Заголовки газет трубили о триумфе Эйнштейна. «Революция в науке, новая теория Вселенной, свержение ньютоновских идей», — заявила лондонская Times. Неожиданно Эйнштейн стал всемирной знаменитостью. Всех интересовали его новые взгляды на вселенную, и его окружала толпа, куда бы он ни шел.«Я стал больше похож на царя Мидаса, за исключением того, что все превращается не в золото, а в цирк», — сказал он.

За несколько коротких лет Эйнштейн коренным образом изменил физику. Было настолько ясно, что однажды ему будет присуждена Нобелевская премия, что в 1918 году, когда он и его первая жена Милева работали над соглашением о разводе, Эйнштейн согласился, что он отдаст ей призовые деньги, когда выиграет. Долго ждать ей не пришлось. Эйнштейн получил Нобелевскую премию по физике 1921 года, хотя и не за свою революционную работу по общей теории относительности, которая все еще вызывала споры в научном сообществе, а за его понимание фотоэлектрического эффекта.

К этому времени Эйнштейн уже стал свидетелем ужасов Первой мировой войны. Он был одним из немногих выдающихся немецких ученых, которые не поддержали националистические амбиции Германии во время войны. Страдания, причиненные войной, укрепили его пацифизм. «Мой пацифизм — это инстинктивное чувство, — заметил он, — чувство, которое овладевает мной, потому что убийство людей отвратительно».

Но рост нацизма заставил его переосмыслить свой пацифизм. Эйнштейн был за пределами страны, когда Гитлер пришел к власти в 1933 году.Он больше никогда не ступал на свою родину. Эйнштейн и его вторая жена Эльза поселились в Принстоне, штат Нью-Джерси, где он получил должность в Институте перспективных исследований.

Эйнштейн, который был обеспокоен тем, что Германия разрабатывает атомную бомбу, написал президенту Франклину Рузвельту, призывая Соединенные Штаты ускорить свои собственные работы по ядерному оружию, чтобы удержать немцев от использования того, что они могут разработать. Два года спустя Соединенные Штаты приступили к реализации Манхэттенского проекта — попытки создать ядерную бомбу.Хотя уравнение Эйнштейна E = mc ² показало, что крошечная масса атома может быть преобразована в мощную разрушительную энергию, Эйнштейна никогда не приглашали для работы над этим проектом. Правительство США не доверяло ему из-за его левой политики — к моменту смерти Эйнштейна у ФБР было почти 1500 страниц на него. Эйнштейн никогда не ожидал, что атомная бомба будет использована. Он был в ужасе, когда Соединенные Штаты сбросили две атомные бомбы на Японию, в результате чего погибли сотни тысяч человек.«Горе мне», — сказал он после того, как первая бомба упала на Хиросиму.

Хотя Эйнштейн долгое время использовал свою известность для защиты мира и прав человека, в годы после Второй мировой войны он стал еще более энергично политически активным. Он неустанно работал за ядерное разоружение и выступал против расизма и маккартизма. Презирая национализм, он продвигал международное сотрудничество и работу Организации Объединенных Наций. Он также поддержал создание Государства Израиль. В 1952 году посол Израиля в США предложил ему стать президентом Израиля, но он вежливо отклонил это предложение.

Эйнштейн жил в Принстоне как можно тише, учитывая его знаменитость. Он стал любимой фигурой, знатоком всего. Он отвечал на множество писем, которые он получал, о науке, политике или о детском домашнем задании, и удивлял постоянный поток посетителей своим самоуничижительным юмором. Тем не менее Эйнштейну не нравилась его известность. Он сказал одному репортеру: «Раньше мне никогда не приходило в голову, что каждое мое случайное замечание будет улавливаться и записываться.Иначе я бы залез еще глубже в свою скорлупу ».

В последние десятилетия своей жизни Эйнштейн пытался раскрыть то, что известно как Теория Великого Объединения, теория, которая может описать весь физический мир. Такая теория соединит все разделах физики, это объяснило бы все. «Я хочу знать, как Бог создал этот мир, — однажды заметил Эйнштейн. — Меня не интересует тот или иной феномен, я хочу знать Его мысли; остальное — детали ».