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».
Альберт Эйнштейн: жизнь, биография, теории и открытия. Статья про физика Альберта Эйнштейна.
Ученый Альберт Эйнштейн получил известность благодаря своим научным работам, которые позволили ему стать одним из основателей теоретической физики. Одна из самых его известных работ – общая и специальная теория относительности. В активе этого ученого и мыслителя более 600 работ на самые различные темы.
Нобелевская премия
В 1921 году Альберт Эйнштейн стал лауреатом Нобелевской премии по физике. Премию он получил за открытие фотоэлектрического эффекта.
На вручении говорилось и о других работах физика. В частности, теорию относительности и гравитации предполагалось оценить после их подтверждения в будущем.
Теория относительности Эйнштейна
Любопытно, что сам Эйнштейн свою теорию относительности объяснял с юмором:
Если подержать над огнем руку одну минуту, то она покажется часом, а вот проведенный с любимой девушкой час покажется одной минутой.
То есть время течет в разных обстоятельствах по-разному. О других научных открытиях физик также говорил своеобразно. Например,
Альберт Эйнштейн говорил, что открыл свою теорию относительности совершенно случайно. Однажды он заметил, что автомобиль, двигающийся относительно другой машины с одинаковой скоростью и в одном направлении, остается неподвижным.
Эти 2 автомобиля, двигаясь относительно Земли и других объектов на ней, относительно друг друга находятся в состоянии покоя.
Знаменитая формула E=mc
2Эйнштейн утверждал, что если тело генерирует энергию в видео излучения, то уменьшение его массы пропорционально количеству выделенной им энергии.
Так родилась известная формула: количество энергии равно произведению массы тела на квадрат скорости света (E=mc2). Скорость света при этом равна 300 тысячам километров в секунду.
Даже ничтожно малая масса, разогнанная до скорости света, будет излучать огромное количество энергии. Изобретение атомной бомбы подтвердило правоту этой теории.
Краткая биография
Альберт Эйнштейн родился 14 марта 1879 года в небольшом немецком городке Ульм. Детство его прошло в Мюнхене. Отец Альберта был предпринимателем, мать – домохозяйкой.
Родился будущий ученый слабым, с большой головой. Родители боялись, что он не выживет. Однако он выжил и рос, проявляя повышенное любопытство ко всему. При этом он был очень настойчивым.
Период учебы
Эйнштейну было скучно учиться в гимназии. В свободное время он читал научно-популярные книги. Наибольший интерес на тот период у него вызывала астрономия.
Окончив гимназию, Эйнштейн уезжает в Цюрих и поступает учиться в политехническую школу. По ее окончании он получает диплом учителя физики и математики. Увы, целых 2 года поиска работы не дали результата.
В этот период Альберту приходилось тяжело, к тому же из-за постоянного голода у него развилась болезнь печени, мучавшая его до конца жизни. Но даже эти трудности не отбили у него охоту заниматься физикой.
Карьера и первые успехи
В 1902 году Альберт устраивается в Бернское патентное бюро на должность технического эксперта с небольшим жалованьем.
К 1905 году Эйнштейн имел уже 5 научных работ. В 1909 году он стал профессором теоретической физики Цюрихского университета. В 1911 году стал профессором Немецкого университета в Праге, с 1914 по 1933-й – профессор Берлинского университета и директор Института физики Берлина.
Над своей теорией относительности он трудился целых 10 лет и закончил ее только в 1916 году. В 1919 году происходило солнечное затмение. Его наблюдали ученые Лондонского королевского общества. Они же и подтвердили вероятную правильность теории относительности Эйнштейна.
Эмиграция в США
В 1933 году к власти в Германии пришли нацисты. Все научные работы и другие произведения сжигались. Семья Эйнштейнов эмигрировала в США. Альберт стал профессором физики в Институте фундаментальных исследований в Принстоне. В 1940 году он отказывается от немецкого гражданства и становится официально американским гражданином.Последние годы ученый жил в Принстоне, работал над единой теорией поля, в минуты отдыха играл на скрипке, катался на лодке по озеру.
Умер Альберт Эйнштейн 18 апреля 1955 года. После смерти его мозг изучали на предмет гениальности, но ничего исключительного не обнаружили.
Земля Эйнштейна | События в мире — оценки и прогнозы из Германии и Европы | DW
«Мне аплодируют, потому что меня все понимают. Вам аплодируют, потому что вас не понимает никто», — так сказал однажды Альберту Эйнштейну Чарли Чаплин.
Безусловно, сегодня, через 50 лет после его смерти, уже больше людей, чем раньше, смогли осмыслить его теории. И сейчас великий физик все еще считается непревзойденным гением.
Год Эйнштейна
2005 год провозглашен в Германии годом Эйнштейна. Поводом для этого стало совпадение сразу двух круглых дат: 50-летия со дня смерти ученого и 100-летия открытия им знаменитой теории относительности — учения, совершившего переворот в науке.
Именно благодаря теории относительности стали возможными, например, тезис об искривлении пространства-времени и описание расширяющейся вселенной задолго до появления теории Большого взрыва.
«Его работы бесконечно расширили человеческий горизонт, и в то же время наши представления о вселенной обрели такую гармонию и законченность, о который раньше никто и не мечтал», — сказал об Эйнштейне лауреат Нобелевской премии датский физик Нильс Бор.
Непочтительный мыслитель
Сотрудник берлинского Института истории науки имени Макса Планка Кристоф Ленер (Christoph Lehner) характеризует теории Эйнштейна даже как «событие тысячелетия». По его мнению, своим появлением его гениальные работы обязаны совпадению нескольких обстоятельств.
Одно из них — своего рода непочтительность, присущая Эйнштейну. «Альберт Эйнштейн был абсолютно независимым мыслителем. Для него не существовало абсолютно никаких авторитетов». По словам Ленера, эта черта характера была для ученого очень важна, поскольку ему предстояло оспорить многие традиционные понятия в физике.
Взрослый ребенок
Собственное объяснение Эйнштейна своего поведения не очень-то подходит для гения: «Ни один нормальный взрослый человек не будет размышлять о проблемах пространства и времени, — сказал он однажды. — Этим, в основном, занимаются дети. Я же развивался настолько медленно, что проблемы времени и пространства начали меня интересовать лишь когда я вырос. Естественно, тогда мне удалось проникнуть в проблематику гораздо глубже, чем обычному ребенку».
Убежденный защитник мира
Но лауреат Нобелевской премии Альберт Эйнштейн не только перевернул с ног на голову законы физики. Как убежденный пацифист, он выступал за создание мирового правительства и предостерегал людей от оружия массового уничтожения.
По словам эксперта Немецкого фонда исследования истории миротворческих движений Томаса Хельда (Thomas Held), взгляды Эйнштейна в области исследования конфликтов и движений за мир и сегодня не потеряли своей актуальности.
Так, великий ученый выдвинул идею о том, какими методами могла бы осуществляться мирная политика. Он размышлял и о том, до какой степени хороши мирные средства улаживания конфликтов, и когда необходимо применение военной силы. Так, от страха перед возможным нападением фашистской Германии Эйнштейн посоветовал президенту США Рузвельту создать атомную бомбу. Об этом он впоследствии горько сожалел.
Дача Эйнштейна в Потсдаме
В рамках «Года Эйнштейна» в Германии пройдет множество мероприятий, посвященных гениальному ученому, в числе которых — выставки, международные конференции и открытие после реставрации дачи Эйнштейна в Потсдаме. А DW-TV подготовило серию передач об Альберте Эйнштейне, первая из которых — «Относительность времени» была показана 16 января.
Кристин Харьес
Биограф Эйнштейна усомнилась в существовании соавтора теории относительности: Наука и техника: Lenta.ru
Галина Вайнштейн, сотрудник Эйнштейновского Центра Бостонского Университета, в новой работе проанализировала аргументы, на которых основано мнение о том, что первая жена Альберта Эйнштейна, Милева Марич, могла быть его тайным соавтором. Работа доступна на сайте Корнуэльского университета.
Предположение о том, что первая жена могла стать тайным соавтором знаменитого физика, было основано, по версии Вайнштейн, на выводах, сделанных в опубликованной в 1955 году статье советского физика Абрама Федоровича Иоффе. Описывая переписку с Эйнштейном, ученый указывал: «Автор этих статей — человек, в то время неизвестный, был служащим в патентном бюро в Берне, Эйнштейн-Марити». «Марити», венгерский вариант фамилии «Марич», было добавлено к фамилии Эйнштейна по швейцарской традиции, считает Вайнштейн.
Широкую известность предположение о соавторстве получило благодаря советскому писателю Даниилу Семеновичу Данину. Он интерпретировал выше приведенную цитату Иоффе как указание на соавторство жены Эйнштейна в работе над специальной теорией относительности.
В конце 1980-х годов американский физик Эван Уолкер Харрис опубликовал статью в журнале Physics Today и выступил популяризатором идеи Данина на Западе. В своей статье он предположил, что Эйнштейн, возможно, украл идеи своей жены.
Помимо подписи, приведенной Иоффе, сторонники соавторства приводят второй аргумент: по соглашению о разводе, который произошел между Эйнштейном и Марич в 1919 году, все деньги от своей будущей нобелевской премии физик должен был передать жене. Сторонники версии соавторства видят в этом признание Эйнштейном заслуги Марич в создании теории относительности.
В своей статье Галина Вайнштейн находит обе линии аргументов неубедительными. В качестве доказательств она приводит переписку между Эйнштейном и его женой, которая в последнее время постепенно выкладывается в открытый доступ. Вайнштейн утверждает, что в письмах Марич к мужу не удается найти никаких идей о физике или природе относительности, в то время как письма Эйнштейна были полны этими размышлениями. Кроме того, аргументирует Вайнштейн, Марич не была талантливым физиком или математиком — она провалила экзамены и так и не получила диплом.
Что касается аргумента о нобелевских деньгах, то Вайнштейн считает условия договора естественным требованием не желавшей развода женщины, а не свидетельством неких авторских претензий со стороны Марич.
Архив писем Альберта Эйнштейна хранится в Еврейском университете в Иерусалиме, одним из основателей которого был знаменитый физик. После смерти все документы ученого, наряду с правом распоряжаться его изображениями и образом, были переданы Эйнштейном университету по завещанию.
Эйнштейн предсказал открытие «суперспособностей» у животных :: Жизнь :: РБК Стиль
© Getty
Автор РБК Стиль
13 мая 2021
Детали полной переписки инженера Глина Дэвиса с Эйнштейном все еще не найдены, сообщает ScienceAlert. Однако, судя по ответу физика, Дэвис исследовал восприятие окружающего мира животными.
«Вполне возможно, что анализ поведения перелетных птиц и почтовых голубей может привести к пониманию физических процессов, все еще не известных человеку», — писал Эйнштейн.
Более 70 лет спустя ученые поняли, что Эйнштейн был прав. Данные современных исследований показывают, что птицы ощущают магнитное поле Земли. Пернатые делают это с помощью специальных фоторецепторов, которые находятся у них в глазах. Они очень чувствительны к тонким сдвигам в магнитном поле планеты, которое работает для них как навигатор и позволяет преодолевать десятки тысяч километров.
Не только птицы чувствуют магнитные поля. Черепахи, собаки и пчелы тоже ощущают их. Например, пчелы делают это с помощью своего брюшка. В сетчатке глаз птиц и собак обнаружены специальные фоторецепторы — криптохромы, которые позволяют им «видеть» магнитные поля. Исследователи называют их «стрелками биологического компаса».
«Удивительно, что Эйнштейн предвидел результаты современных исследований. Эмпирические данные совсем недавно показали, что животные действительно могут видеть магнитные поля и использовать их для навигации», — сообщили ученые из Еврейского университета Иерусалима, куда недавно передали письмо.
Сам инженер Глин Дэвис увлеченно исследовал эту сферу. В Эйнштейне он нашел единомышленника. Похоже, что Эйнштейн был очарован биологией, как проводником в иные пространства физики.
Эйнштейн и Дэвис занимались исследованием поведения пчел. Однако в то время, как Дэвис больше интересовался, как новые биологические знания могут помочь в развитии технологий, Эйнштейн развивал теоретическую базу.
«Я не вижу возможности использовать эти результаты в исследовании, касающемся основ физики, — ответил он Дэвису, — так могло бы быть только в том случае, если бы у нас были готовые данные по выявлению нового чувственного восприятия и стимулов насекомых».
С тех пор как было отправлено письмо, ученые сделали много открытий о поведении пчел и их мировосприятии. Как и предсказывал Дэвис, эти знания уже помогают совершенствовать технологии. Например, камера в iPhone сделана на основе пчелиной сетчатки глаз.
Как открытия Альберта Эйнштейна изменили наши представления о пространстве и времеMOBILE
Каку М.
Аннотация
Описывая жизнь Альберта Эйнштейна, Митио Каку погружает нас в бурлящую атмосферу первой половины XX века — две мировые войны, революция в Германии, создание атомной бомбы. Он показывает читателю невидимый обычно за триумфальной стороной открытий и озарений мир ученого — этапы становления, баталии в научном мире, зачастую непростые отношения с близкими. В книге представлен свежий взгляд на новаторскую деятельность Эйнштейна, перевернувшего представления человечества о пространстве и времени.
Дополнительная информация
| Регион (Город/Страна где издана): | Москва |
| Год публикации: | 2019 |
| Тираж: | 5000 |
| Дополнительный тираж: | Да |
| Страниц: | 304 |
| Формат: | 70×100/32 |
| Ширина издания: | 120 |
| Высота издания: | 165 |
| Возраст от: | 12 |
| Полный список лиц указанных в издании: | Каку М. |
Нет отзывов о товаре
Популярные книги автора
115 лет со времени открытия теории относительности Эйнштейна
Уважаемые читатели, читальный зал естественной литературы (корпус 6, аудитория 107а) приглашает вас посетить выставку «115 лет со времени открытия теории относительности Эйнштейна».
Выставка продлится до 12 февраля.
– По своей глубине и последствиям переворот, вызванный принципом относительности в сфере физических воззрений, можно сравнить только с тем переворотом, который был произведен введением картины мироздания, созданной Коперником, – так оценил теорию относительности автор квантовой теории М. Планк. Подобных восхитительных высказываний о теории Эйнштейна множество. Впрочем, существуют и критики, ниспровергающие Эйнштейна. На выставке представлены различные точки зрения на теорию относительности.
В 1905 году в немецком научном журнале «Annalen der Physik» появилась небольшая статья двадцатишестилетнего Альберта Эйнштейна «К электродинамике движущихся тел», в которой почти полностью была изложена специальная теория относительности (СТО), сделавшая вскоре молодого автора знаменитым.
В 1916 году появляется общая теория относительности Эйнштейна (ОТО) – «второй этаж» теории относительности как образно называл ее сам ученый. Создание СТО было неизбежным финалом долгих поисков многих физиков. А создание ОТО совсем не стояло на «повестке дня» начала ХХ века. Эйнштейн опередил свое время? М. Борн дал следующую оценку ОТО: «Я считал, и считаю поныне, что это величайшее открытие, в котором удивительнейшим образом сочетаются философская глубина, интуиция физика и математическое искусство. Я восхищаюсь им как творением искусства». Сегодня теория относительности Эйнштейна широко используется в естествознании и технике, а принципы ее отражаются и обсуждаются не только в естественнонаучной сфере, но в областях философии, психологии, культуры…
Познакомиться с выставкой можно в часы работы читального зала: пн.-пт. – с 9 до 19 часов, в субботу – с 9 до 17 часов.
Литература, представленная на выставке:
1) Александров Е. Б. Теория относительности: прямой эксперимент с кривым пучком / Е. Б. Александров // Химия и жизнь. – 2012. – № 3. – С. 16-20.
2) Альберт Эйнштейн // Нобелевская премия. Физика. Том II. 1915 – 1928. – Москва, 2006. – С. 185-208. – (Серия «Нобелевские лекции – 100 лет»).
3) Артеха С. Н. Критика основ теории относительности / С. Н. Артеха. – Москва, 2004.
4) Баранников А. А. Основные концепции современной физики / А. А. Баранников, А. В. Фирсов. – Москва, 2009.
5) В мире науки. – 2004. – № 12. – Спец. вып.: Продолжая дело Эйнштейна.
6) Воробьев И. И. Теория относительности в задачах / И. И. Воробьев. – Москва, 1989.
7) Гарднер М. Теория относительности для миллионов / М. Гарднер. – Москва, 1979.
8) Гольдфаин И. Теория относительности и психология / И. Гольдфаин // Знание – сила. – 2007. – № 12. – С. 89-95.
9) Либшер Д. Э. Теория относительности с циркулем и линейкой / Д. Э. Либшер. – Москва, 1980.
10) Лилли С. Теория относительности для всех / С. Лилли. – Москва, 1984.
11) Логунов А. А. Лекции по теории относительности / А. А. Логунов. – Москва, 2002.
12) Мигдал А. Б. Как рождаются физические теории / А. Б. Мигдал. – Москва, 1984.
13) Паули В. Теория относительности / В. Паули. – Москва, 1983.
14) Седых О. М. Архаический космос и современная наука [теория относительности и мировая культура] / О. М. Седых // Человек. – 2011. – № 6. – С. 152-170.
15) Секерин В. И. Теория относительности – мистификация века / В. И. Секерин. – Новосибирск, 1991.
16) Синг Дж. Беседы о теории относительности / Дж. Синг. – Москва, 1973.
17) Симанов А. Л. Общая теория относительности: история и современные проблемы / А. Л. Симанов, А. Ю. Сторожук
Часть 1 // Философия науки. – 2009. – № 4. – С. 91-102.
Часть 2 // Философия науки. – 2010. – № 3. – С. 101-112.
Часть 3 // Философия науки. – 2010. – № 4. – С. 100-110.
18) Угаров В. А. Специальная теория относительности / В. А. Угаров. – Москва, 1977.
19) Эйнштейн А. Физика и реальность. – Москва, 1965.
Простая идея величайших открытий Эйнштейна
Яркие плоды многовековых идей Альберта Эйнштейна теперь глубоко укоренились в народном воображении: черные дыры, временные деформации и червоточины регулярно появляются в качестве сюжетов в фильмах, книгах, телешоу . В то же время они подпитывают передовые исследования, помогая физикам задавать вопросы о природе пространства, времени и даже самой информации.
Возможно, по иронии судьбы, то, что, возможно, является самой революционной частью наследия Эйнштейна, редко привлекает внимание.В нем нет ни всплеска гравитационных волн, ни притяжения черных дыр, ни даже очарования кварков. Но за занавеской всех этих экзотических явлений скрывается обманчиво простая идея, которая тянет за рычаги, показывает, как части сочетаются друг с другом, и освещает путь впереди.
Идея такая: некоторые изменения ничего не меняют. Самые фундаментальные аспекты природы остаются неизменными, даже если они, казалось бы, неожиданно меняют форму. Работы Эйнштейна 1905 года по теории относительности привели, например, к безошибочному выводу о том, что связь между энергией и массой неизменна, хотя сама энергия и масса могут принимать совершенно разные формы.Солнечная энергия приходит на Землю и становится массой в виде зеленых листьев, создавая пищу, которую мы можем есть и использовать в качестве топлива для размышлений. («Что это за наш разум: что это за атомы с сознанием?» — спросил покойный Ричард Фейнман. «Картошка прошлой недели!») Это означает E = mc 2 . « c » обозначает скорость света, очень большое число, поэтому для производства огромного количества энергии не требуется много вещества; Фактически, Солнце каждую секунду превращает миллионы тонн массы в энергию.
Это бесконечное превращение материи в энергию (и наоборот) питает космос, материю, жизнь. Тем не менее, во всем этом содержание энергии и вещества во Вселенной никогда не меняется. Это странно, но факт: материя и энергия сами по себе менее фундаментальны, чем лежащие в основе отношения между ними.
Мы склонны думать о вещах, а не об отношениях, как о самом сердце реальности. Но чаще всего бывает наоборот. «Дело не в этом», — сказал физик из Университета Брауна Стефон Александер.
То же самое верно, как показал Эйнштейн, для «таких вещей», как пространство и время, кажущихся стабильными, неизменяемыми аспектами природы; по правде говоря, это отношения между пространством и временем, которые всегда остаются неизменными, даже когда пространство сжимается, а время расширяется. Подобно энергии и материи, пространство и время являются изменчивыми проявлениями более глубоких и непоколебимых основ: вещей, которые никогда не меняются, несмотря ни на что.
Первая страница из рукописи Альберта Эйнштейна по общей теории относительности. Общественное достояние«Глубокое представление Эйнштейна заключалось в том, что пространство и время в основном строятся отношениями между происходящими событиями», — сказал физик Робберт Дейкграаф, директор Института перспективных исследований в Принстоне. , Нью-Джерси, где Эйнштейн провел свои последние десятилетия.
Отношения, которые в конечном итоге имели наибольшее значение для наследия Эйнштейна, заключались в симметрии. Ученые часто описывают симметрию как изменения, которые на самом деле ничего не меняют, различия, которые не имеют значения, вариации, которые оставляют неизменными глубокие отношения. Примеры легко найти в повседневной жизни. Вы можете повернуть снежинку на 60 градусов, и она будет выглядеть так же. Вы можете поменяться местами на качелях и не нарушить равновесие. Более сложные симметрии привели физиков к открытию всего, от нейтрино до кварков — они даже привели к открытию самого Эйнштейна, что гравитация — это искривление пространства-времени, которое, как мы теперь знаем, может закручиваться само по себе, превращаясь в черные дыры. .
За последние несколько десятилетий некоторые физики начали сомневаться в том, что сосредоточение внимания на симметрии по-прежнему столь же продуктивно, как раньше. Новые частицы, предсказанные теориями, основанными на симметрии, не появились в экспериментах, как ожидалось, а обнаруженный бозон Хиггса был слишком легким, чтобы вписаться в какую-либо известную симметричную схему. Симметрия еще не помогла объяснить, почему гравитация такая слабая, почему энергия вакуума так мала или почему темная материя остается прозрачной.
| . |
|
| . |
|
|
|
Спустя 100 лет после присуждения Эйнштейну Нобелевской премии исследователи раскрывают химические секреты элемента, носящего его имя
Столетие назад немецкий физик-выскочка по имени Альберт Эйнштейн перевернул научный мир с ног на голову, открыв фотоэлектрический эффект, который доказал, что свет — это и частица, и волна.Получив в 1921 году Нобелевскую премию по физике за свою работу, Эйнштейн позже внесет свой вклад в теории, связанные с ядерным синтезом и делением, возможно, проложив путь для изобретения и взрыва ядерного оружия, а также ядерной энергии.
Итак, когда 69 лет назад в химических обломках ядерного взрыва были обнаружены элементы, ранее неизвестные науке, ученые назвали то, что они обнаружили, в честь великого физика — добавив «эйнштейний» в периодическую таблицу.
Теперь, спустя 100 лет после получения Эйнштейном Нобелевской премии, химики наконец смогли изучить химическое поведение этого неуловимого, очень радиоактивного элемента. То, что они узнали, может помочь ученым еще больше расширить наше понимание периодической таблицы Менделеева, включая элементы, которые еще предстоит добавить.
Взрывные находки
300 мкг эйнштейния.Эйнштейний (Es) — 99-й элемент в периодической таблице. Впервые он был обнаружен в 1952 году, когда термоядерное устройство, получившее название «Айви Майк», было взорвано на острове Элугелаб в Тихом океане (ныне часть Маршалловых островов).Взрыв Айви Майк был первой демонстрацией водородной бомбы. Такой взрыв создает в четыре раза больше энергии, чем ядерные бомбы (например, сброшенные на Японию в 1945 году), и в четыре миллиона раз больше энергии, чем сжигание аналогичного количества угля.
Впервые атомный номер 99 был обнаружен в результате взрыва Айви Майк, среди химического мусора. Было обнаружено всего около 200 атомов этого элемента, что показывает, насколько он редок. Ученым потребовалось девять лет кропотливой работы, чтобы синтезировать элемент 99 в лаборатории, что они и достигли в 1961 году.
Команда исследователей, сделавших открытие, подумала о том, чтобы назвать элемент «пандамоний», поскольку проектная группа, стоящая за Айви Майком, работала под аббревиатурой «PANDA». Но в конце концов они решили почтить память Альберта Эйнштейна.
Взрыв при испытании ядерного оружия в атмосфере Айви Майк, сделанный 1 ноября 1952 года. Официальный фотопоток ОДВЗЯИ / Викимедиа, CC BYСлишком жарко, чтобы обрабатывать
Возможно, неудивительно, что об эйнштейнии известно очень мало.Элемент, родившийся в результате термоядерного взрыва, невероятно сложно экспериментировать из-за его чрезвычайной радиоактивности. Он не только буквально слишком горячий для обращения — один грамм эйнштейния производит 1000 ватт энергии — он также излучает вредные гамма-лучи, поэтому работа с этим элементом требует от исследователей постоянного ношения защитного снаряжения.
Более того, наиболее часто встречающаяся форма эйнштейния (называемая Es-253, исходя из количества нейтронов в ядре атома) имеет период полураспада всего 20 дней.Это означает, что через 20 дней эйнштейний распадается наполовину. Через пару месяцев крошечные количества элемента, с которыми ученые могут работать, практически исчезают.
Поэтому неудивительно, что ученым потребовалось почти 70 лет, чтобы разобраться с этим элементом. Но теперь команде из Национальной лаборатории Лоуренса в Беркли и Калифорнийского университета в Беркли удалось выделить достаточно эйнштейния, чтобы провести некоторые базовые испытания этого элемента, открыв новые горизонты в экспериментальной химии и фундаментальной науке.
Подробнее: Пять химических изобретений, сделавших возможным развитие современного мира
В своей статье исследователи объясняют, как им удалось использовать всего 200 нанограммов Es-254 (редкая форма эйнштейния с периодом полураспада 275,5 дней) для проведения своих экспериментов. Нанограмм составляет всего одну миллиардную грамма, поэтому эти эксперименты проводились в невероятно малых масштабах.
Эйнштейний химия
Впервые выполнив химию с эйнштейнием, исследовательской группе удалось синтезировать химическое соединение, содержащее этот элемент, чтобы изучить, как он может взаимодействовать с другими элементами в составе.Это было сделано с помощью Стэнфордского источника синхротронного излучения, который излучает высокоэнергетический свет на химические соединения, чтобы раскрыть их структуру. Вы можете думать об этом методе как о том, как формируются силуэты, но в атомном масштабе.
Одним из важных открытий стало расстояние связи между атомами эйнштейния и другими атомами вокруг него, такими как углерод, кислород и азот. Знание расстояний между связями эйнштейния впервые означает, что мы можем предсказать, как будут выглядеть другие комбинации соединений, содержащих эйнштейний, — добавив совершенно новые комбинации к нашим текущим знаниям в области химии.
Таблица Менделеева. Einsteinium находится в нижнем ряду под надписью «Es». Хумдан / ShutterstockВажно отметить, что исследователям также удалось определить валентное состояние эйнштейния. Валентность атома определяет, со сколькими другими атомами он может связываться. Это количество имеет фундаментальное значение в химии, определяя форму и размер строительных блоков, из которых состоит Вселенная. Эйнштейний также находится в неоднозначном положении в периодической таблице, между элементами с разной валентностью, поэтому определение его валентности также было важно для понимания его положения в таблице.
Эйнштейний в настоящее время является самым тяжелым химическим элементом, который можно исследовать таким образом, поэтому для химиков очень приятно, что эта недавняя статья открыла новые горизонты. Задача, стоящая перед будущими химиками, — попытаться синтезировать более тяжелые элементы в аналогичных измеримых количествах, чтобы больше узнать о химических веществах, из которых состоит наш мир.
В эту статью были внесены поправки 17 февраля 2021 года, чтобы уточнить определение валентности и прояснить, что валентность эйнштейния помогает нам понять, а не систематизировать его положение в периодической таблице.
Помогла ли первая жена Эйнштейна его работе? Это сложно
Кем была на самом деле Милева Эйнштейн-Марич, жена знаменитого физика Альберта Эйнштейна? Получив образование вместе с Эйнштейном в области физики и математики, какую роль она сыграла, если вообще сыграла, в знаменитых статьях своего мужа, которые изменили современную физику? Была ли она незамеченным участником или даже соавтором, декой, главной скрипкой, прославленной помощницей, неблагородной домохозяйкой, той, кто сделал все это возможным?
Какое это вообще имеет значение? Это, конечно, важно, потому что работы Эйнштейна и его теории относительности, квантовой теории и теории атома легли в основу современной физики.Без истинной истории того, что произошло на самом деле — как возникли эти фундаментальные теории, — мы не сможем полностью понять их историческое значение. Более того, мы не можем отдать должное этим достижениям, особенно если мы осознаем, как часто вклад женщин-ученых, особенно научных супругов и партнеров знаменитых мужчин-ученых, игнорируется, забывается и даже подавляется.
Многое было написано за последние десятилетия в поддержку одной или нескольких из вышеперечисленных точек зрения на Милеву Эйнштейн-Марич, часто с пылкой уверенностью.
Хорошо известно, что всемирно известный ученый Альберт Эйнштейн, объявленный журналом TIME «человеком века», был женат. Но до 1990-х мало кто знал, что у него было две жены, первая из которых получила образование по математике и физике. Ненаучная вторая жена Эйнштейна, Эльза, стала широко известна, особенно в Соединенных Штатах, когда она сопровождала своего мужа во время нескольких широко известных визитов в 1920-е годы, а затем поселилась с ним в Принстоне в 1933 году (она умерла через три года).Они поженились в 1919 году, в том же году, когда первое публичное подтверждение общей теории относительности Эйнштейна, одного из величайших достижений 20 века, принесло ему всемирную известность.
Но именно его первая жена, Милева Эйнштейн-Марич (произносится примерно как Mar-itch ), сопровождала и поддерживала его интеллектуально и эмоционально на протяжении трудных первых лет его восхождения от начинающего студента-физика в 1896 году до вершины науки. его профессия к 1914 году.Мало что было известно о ее или его детях с ней — и было мало интереса к выяснению — пока открытие в 1986 году ее переписки с Эйнштейном не привлекло внимание широкой общественности к Милеве Эйнштейн-Марич. Письма находились в распоряжении первого сына Эйнштейнов, Ганса-Альберта Эйнштейна, и его семьи в Беркли, Калифорния.
История Милевы Эйнштейн-Марич охватывает многие аспекты человеческого и научного интереса, связанные с борьбой женщин. в науке, о чем свидетельствует наблюдение за борьбой одной женщины за реализацию своей мечты о научной карьере и изучение научного и личного партнерства супружеской пары, которое, к сожалению, не увенчалось успехом.
Широкое общественное признание увлекательной истории жены Эйнштейна Милевы Эйнштейн-Марич появилось в течение нескольких лет после публикации первого тома Собрание статей Альберта Эйнштейна в 1987 году. Этот том под названием Ранние годы , 1879–1902 годы , задокументированы юность, образование и ранняя карьера молодого Эйнштейна. Особый интерес в томе вызвала первая публикация 51 из недавно обнаруженных писем Эйнштейна-Марика, которыми владела семья Ганса Альберта.Последующие письма появились в более поздних томах.
Получите исправление истории в одном месте: подпишитесь на еженедельный информационный бюллетень TIME History
Этот первый том Сборника статей Эйнштейна также привлек внимание общественности к ранее малоизвестной, но впоследствии очень влиятельной биографии Милевы Эйнштейн-Марик. сербского профессора науки Десанка Трбухович-Гьюрич, Im Schatten Альберт Эйнштейн: Das tragische Leben der Mileva Einstein-Maric (В тени Альберта Эйнштейна: Трагическая жизнь Милевы Эйнштейн-Марич).Первоначально опубликованный на сербском языке в 1969 году, он выдержал два немецких издания и четыре печатных издания, а также один французский перевод с 1982 по 1995 год, но никогда не публиковался в английском переводе. Тем не менее, ее биография (через посредников) помогла больше, чем какая-либо другая работа, сформировать доминирующую публичную историю Милевы Эйнштейн-Марич и ее личных и научных отношений с Альбертом Эйнштейном.
Прослеживая историю жизни Милевы Эйнштейн-Марич, Трбухович-Гьюрич доказывал, часто без ссылки на источник или веских доказательств, что Марич был блестящим математиком, который превзошел Эйнштейна в математике, если не в физике.Более того, благодаря ее экспертному сотрудничеству с Эйнштейном, Марич якобы была непризнанным соавтором знаменитой статьи своего мужа по теории относительности 1905 года. Вклад жены великого человека, к сожалению, игнорировался публикой, забыт историей и, по-видимому, даже подавлялся ее мужем.
18 февраля 1990 года, почти через три года после публикации первого тома Сборника статей Эйнштейна , состоялось заседание на тему «Молодой Эйнштейн» во время ежегодного собрания Американской ассоциации содействия развитию науки (AAAS). в Новом Орлеане привлекла всеобщее внимание к Милеве Эйнштейн-Марич и ее браку с Эйнштейном.Большинство докладчиков на сессии AAAS представили научные переоценки ранней биографии Эйнштейна, культурной среды и философии. Но двое из выступающих, оба из которых не имели никакой предшествующей работы по исследованиям Эйнштейна, воспользовались возможностью создать полномасштабную интерпретацию Марик и ее научных отношений с Эйнштейном для англоязычной аудитории.
Опираясь на письма Трбуховича-Гьюрича и Эйнштейна-Марича в своих отдельных статьях, они убедительно аргументировали поразительный вывод о том, что Милева Эйнштейн-Марич внесла существенный вклад в ранние работы Эйнштейна.
Огромные и неожиданные утверждения о Милеве Эйнштейн-Марич и ее муже вызвали огромный интерес общественности и средств массовой информации, а также вызвали излияние книг и статей о очевидной несправедливости, от которой пострадала «первая жена Эйнштейна». Она казалась наиболее ярким и вопиющим примером того, как история забыла, даже намеренно, вклад женщин-ученых, супругов и партнеров в великие достижения ученых-мужчин.Таким образом, ранняя история современной физики требовала немедленного исправления. Многие из получившихся в результате популярных работ безоговорочно повторяли и даже приукрашивали утверждения своих предшественников, в некоторых случаях без явного учета общих стандартов написания научной литературы. С годами возникло то, что можно было бы назвать «Историей Милевы», и вошло в общественное достояние как общепризнанный отчет о непризнанном сотрудничестве Милевы Эйнштейн-Марич с ее бывшим мужем и ее вкладе в его работу.Но в то же время, при ближайшем рассмотрении, ученые-Эйнштейны обычно отвергают большую часть этой истории на основании имеющихся документальных свидетельств. Как писал историк физики Альберто Мартинес: «Я хочу, чтобы она была тайным сотрудником. Но мы должны отбросить наши умозрительные предпочтения и вместо этого взглянуть на доказательства ».
Возражения историков против «Истории Милевы» получили все большую поддержку с 1990 года, когда появилось множество новых документальных материалов и информации о Марике, Эйнштейне и их отношениях.Ввиду увеличения количества первичного и вторичного материала, в настоящее время, спустя почти три десятилетия после публичного появления Истории Милевы, кажется целесообразным переоценить многие элементы такого важного исторического утверждения на основе всех имеющихся свидетельств. новое и старое.
Этот подход показывает, насколько далеко можно ошибиться, если стандарты написания исторической и научной литературы не соблюдаются тщательно. Но что более важно, он раскрывает очень человечную, реальную историю ошибочной, но смелой и решительной молодой женщины, которая по разным причинам не смогла осуществить свои мечты о карьере и замужестве, на которые она надеялась.Эта более реалистичная и убедительная история Милевы Марич предлагает ей гораздо большую услугу — и дает читателям оценку ее международной новаторской роли в содействии открытию науки и естественнонаучного образования для студенток — чем любые преувеличенные или необоснованные утверждения относительно ее деятельности.
Адаптировано из Жена Эйнштейна: Реальная история Милевы Эйнштейн-Марич b y Аллен Эстерсон и Дэвид К.Кэссиди , при участии Рут Левин Сайм, авторское право 2019, MIT Press.
Получите наш исторический бюллетень. Поместите сегодняшние новости в контекст и посмотрите основные моменты из архивов.
Спасибо!
В целях вашей безопасности мы отправили письмо с подтверждением на указанный вами адрес.Щелкните ссылку, чтобы подтвердить подписку и начать получать наши информационные бюллетени. Если вы не получите подтверждение в течение 10 минут, проверьте папку со спамом.Свяжитесь с нами по [email protected].
Наследие Альберта Эйнштейна (1879-1955)
Специальное сотрудничество Х. Адольфо де Азкаррага
Президент Испанского королевского физического общества.Почетный профессор Университета Валенсии и член IFIC (CSIC-UV)
Ньютон, Дарвин и Эйнштейн , вероятно, величайшие ученые в истории. Джеймс Уотсон и Фрэнсис Крик также заслуживают особого упоминания за расшифровку структуры ДНК в 1953 году — чья фундаментальная важность для копирования генетического материала «не ускользнула от их внимания», как они особо постарались указать. И в совсем другой и не строго научной сфере есть физик Тимоти Бернерс-Ли, , который в 1989 году создал всемирную паутину в ЦЕРНе. www вызвала радикальную социальную трансформацию нашего мира, гораздо более масштабную, чем та, которую произвел Гутенберг в 15 веке. Между прочим, все англичане, кроме американца Ватсона (который, тем не менее, работал в Кембридже, Англия) и Эйнштейна, который был немцем по рождению, но отказался от гражданства. Эйнштейн был за пределами Германии, когда Гитлер захватил власть в 1933 году, и он так и не вернулся на родину. Двумя годами ранее в Лейпциге была опубликована книга Сотня авторов против Эйнштейна , о которой он сказал: «Если бы я был неправ, было бы достаточно одного профессора».А в мае 1933 года факелоносцы при публичном сожжении книг сожгли его книги вместе с книгами многих других авторов, особенно евреев.
Эйнштейн пишет уравнения ОТО для гравитационного поля в отсутствие материи (ок. 1930)Существует тенденция полагать, что открытия Эйнштейна носили чисто теоретический характер; он, несомненно, величайший физик-теоретик . Однако его открытия также привели к многочисленным практическим применениям , поскольку каждая концептуальная революция всегда сопровождается значительными технологическими достижениями — момент, достойный внимания всех тех, кто настаивает на том, что исследования должны быть в основном «практическими».«Очень революционная» работа по фотоэлектрическому эффекту в 1905 году, большой вклад Эйнштейна в зарождающуюся область квантовой физики и причина его Нобелевской премии, послужила основой для бесчисленных приложений. Но в народном воображении Эйнштейн всегда был связан с теорией относительности. В 1905 (его Annus Mirabilis ) он разработал свою специальную теорию относительности , которая становится необходимой, когда задействованы очень большие скорости (сравнимые со скоростью света), для которых ньютоновская механика больше не подходит.Его последствия (не считая E = mc² ) имеют далеко идущие последствия, поскольку относительность изменяет абсолютный и отдельный характер ньютоновского пространства и времени и объединяет их в единое пространство-время . Как отмечал в 1908 году Герман Минковский , бывший учитель Эйнштейна в Цюрихском политехническом институте, «только своего рода союз этих двух будет поддерживать независимую реальность». Также важно, что сама идея «силы», существенная в механике Ньютона, уступит место идее «поля».Термин «относительность», однако, довольно неудачен: теория подчеркивает то, что остается неизменным при определенных условиях — физические законы, которые, следовательно (и, к счастью), не являются «относительными». Испанский философ Ортега-и-Гассет , сопровождавший Эйнштейна во время его визита в Испанию в 1923 году, сразу заметил этот аспект. Сам Эйнштейн иногда использовал Invariantentheorie , но было уже слишком поздно менять название «теория относительности», поскольку оно уже было установлено.
Альберт Эйнштейн в Толедо, 6 марта 1923 г. (Фонд Ортеги-и-Гассета).Тем не менее, выдающаяся работа Эйнштейна — столетие которой мы празднуем — это его общая теория относительности (GR) 1915 года. Концептуально уравнения ОТО просты: геометрия = материя . Другими словами, распределение материи определяет кривизну пространства-времени: можно сказать, что гравитация — это динамика пространства-времени .Как теория гравитационного поля ОТО составляет основу любого космологического или астрономического рассмотрения ; например, он составляет аномального перигелия Меркурия , что не может быть объяснено с помощью ньютоновской механики. Но это также имеет неожиданные последствия, начиная от философии, поскольку он опровергает кантовский априоризм о предполагаемой евклидовой природе пространства (и попутно ставит под сомнение любое другое a priori знание) до других, более приземленных областей: точность GPS была бы невозможна без GR.Фактически, если бы наши устройства указывали имя ученого, чьи открытия позволяют им работать, имя Эйнштейна было бы повсюду.
Все великие достижения в современной физике — относительности, квантовой теории, космологии — были сделаны в первой трети 20 века. В целом вклад Эйнштейна в эти области был больше, чем у любого другого ученого. Конечно, он тоже совершал ошибки, даже считая неправильными вещи, которых не было. Его первоначальное противодействие расширяющейся Вселенной побудило его ввести в 1917 г. знаменитую космологическую постоянную в геометрическую (левую) часть его уравнений ОТО для описания статической Вселенной.Это было преобладающим мнением в то время, пока закон Хаббла 1929 года, предсказанный Жоржем Лемэтром, не продемонстрировал, что Вселенная расширяется. Позже Эйнштейн признался Георгию Гамову, что эта константа была «величайшей ошибкой его жизни». Но настоящая ошибка Эйнштейна заключалась не в том, что он его добавил, а в том, что он не осознавал, что его статическое решение не подходит для его цели, потому что оно нестабильно. Сегодня космологическая постоянная снова появилась в правой части уравнений ОТО (материя) как «темная энергия», которая составляет 70% Вселенной и которая отвечает за ускорение ее расширения, наблюдалась в 1998 г.Однако,
настоящее понимание природы и значения космологической постоянной остается проблемой. Эйнштейн также ошибся в своем манифесте враждебности к черным дырам (сегодня они несколько менее черные из-за излучения Хокинга, в результате рассмотрения квантовых аспектов), возможно потому, что они уже указали, что его теория ОТО не является окончательной. Помимо некоторых ньютоновских ожиданий и важных основанных на ОТО работ Карла Шварцшильда, Лемэтра, Чандрасекара и других, исследование физики черных дыр (название которого, датируемое 1968 годом, было придумано Джоном А.Уиллер) началась в 1939 году с работы Роберта Оппенгеймера (будущий научный руководитель Манхэттенского проекта) и Хартленда Снайдера о коллапсе звезды. Сегодня есть свидетельства существования множества черных дыр; Например, в центре нашей галактики (Млечный Путь) есть сверхмассивный Стрелец A * с массой около четырех миллионов солнечных масс .
Наконец, хотя Эйнштейн заметил, что его уравнения ОТО порождают гравитационных волн (поскольку у Максвелла допускаются электромагнитные), он поставил под сомнение их существование: однако в 1974 году они косвенно наблюдались при изучении двойного пульсара PSR B1913 + 16.Сегодня цель состоит в том, чтобы непосредственно обнаружить первичные гравитационные волны, возникшие после Большого взрыва . Это позволило бы изучить основные аспекты гравитации и расширения Вселенной в ее происхождении, выходя за рамки микроволнового фонового излучения, исходящего от 380 000 лет после Большого взрыва г. , когда Вселенная стала прозрачной; поэтому это самый старый свет в космосе. Но раньше Вселенная была уже прозрачна для гравитационных волн; это позволит нам «увидеть» его в самом начале, до изображений, полученных с помощью оптической и радиоастрономии.
Естественно, Эйнштейн был человеком своего времени: физика элементарных частиц, важная для многих достижений, еще не была разработана. Его неудачные попытки объединить гравитацию и электромагнетизм , возможно, обусловленные его неприязнью к «ортодоксальной» квантовой механике, сегодня пошли бы другими путями. Это отклонение было связано с тем, что, несмотря на детерминированные уравнения, квантовая механика имеет вероятностные аспекты : волновую функцию — эволюция которой детерминирована — нельзя наблюдать напрямую.По этой причине и в отличие от Бора и Гейзенберга, отцов «ортодоксальной» копенгагенской интерпретации квантовой механики, Эйнштейн считал, что она не дает полного описания физической реальности: «Бог не играет в кости», — сказал он. Это глубоко укоренившееся убеждение, которого он придерживался до конца, способствовало его прогрессивной научной изоляции. Однако сегодня проблема измерения в квантовой механике продолжает оставаться сложной задачей. Независимое суждение Эйнштейна — от которого он так много выиграл — побудило его продолжить свой путь в одиночку.Фактически, Эйнштейн был одиноким как в личном, так и в научном смысле ; вот почему он не бросил школу, как другие очень творческие физики, такие как Поль Дирак или Ричард Фейнман, также лауреаты Нобелевской премии. «Может быть, я заслужил право на собственные ошибки», — однажды иронически заметил Эйнштейн. Но не все они были ошибками и никоим образом не умаляли его научного авторитета: никто, даже он сам, не всегда мог быть прав перед серьезными проблемами, занимавшими его проницательный ум.
Эйнштейн был необычайно популярен, особенно после подтверждения в 1919 г. искривления звездного света Солнцем, предсказанного его ОТО. Осажденный как журналистами, так и фотографами, он даже сказал, что его профессия — «мужская модель». Будучи современным оракулом, он охотно отвечал на самые разные вопросы, к восторгу прессы. Однако в своей семейной жизни европейский Эйнштейн не достиг очень высоких стандартов; даже его преданность науке не может служить оправданием некоторых аспектов его поведения.В социальном плане Эйнштейн придерживался социал-демократии и проявлял большую заботу и целостность; по мнению C.P. Сноу, он был « неповторимым ». Ему также пришлось столкнуться с некоторыми экстремальными ситуациями: 2 августа 1939 года он отказался от своей публичной антивоенной позиции и написал письмо президенту Рузвельту, которое способствовало началу Манхэттенского проекта атомной бомбы, но после войны он вернулся в его пацифистские убеждения. В 1959 году, за несколько дней до своей смерти и в разгар холодной войны, он подписал с Бертраном Расселом манифест , который станет основой Пагуошских конференций .Его общественное поведение определяло его сознание: он осуждал сталинский режим, расовую сегрегацию в США как «болезнь белых людей, а не черных» и критиковал маккартизм , которому он сопротивлялся гражданскому сопротивлению. В 1952 году Эйнштейн отказался от поста президента Израиля : «Я кое-что знаю о природе, но практически ничего не знаю о людях», — заявил он. Буквально это заявление могло объяснить его благонамеренную, но утопическую веру в необходимость универсального правительства ; Было бы интересно узнать его мнение о романе Оруэлла «1984», если он когда-нибудь его прочитал, с его гораздо более мрачным взглядом на сверхправительственные органы.Эволюционная основа человеческой природы — столь мало склонная к идеалу Руссо благородного дикаря — или теория эволюции в целом не очень интересовали Эйнштейна, в отличие от великого физика Людвига Больцмана, на 35 лет старше Эйнштейна и очень почитаемого им. .
Достижения Эйнштейна вызывают такое же восхищение, которое Фейнман выразил перед уравнениями Максвелла: «Гражданская война в США превратится в провинциальную незначительность по сравнению с этим важным научным событием того же десятилетия» (1860-е годы).За сто лет, прошедшие после ОТО, физика сделала большие шаги вперед на пути к унификации своих законов и к геометризации природы, которую обозначил сам Эйнштейн. Фундаментальные проблемы, которые он не смог решить, по-прежнему определяют границы наших знаний. Многие физики считают, что структура квантовой механики , которая никогда его не удовлетворяла, все еще не является окончательной; Сегодня Эйнштейн с большим интересом (и улыбкой) следил бы за развитием второй квантовой революции. Квантовая гравитация , необходимое объединение двух все еще несовместимых теорий, ожидает прибытия нового Эйнштейна; тем временем его следы ищутся в точке , откуда произошла Вселенная , с обсерваторий на Южном полюсе и спутника Планк. Эти новые измерения космического микроволнового фона проверяют модели инфляции (огромного, но чрезвычайно кратковременного экспоненциального расширения очень ранней Вселенной) и их связь с физикой элементарных частиц, квантовой гравитацией и, возможно, даже с теорией струн.Все это может позволить нам выйти за рамки ОТО Эйнштейна, которая, поскольку она не охватывает никаких квантовых аспектов, должна рассматриваться как приближение к более полной теории. По всем этим причинам, а также ввиду масштабов стоящих перед ними проблем и частой тривиализации знаний и культуры, в заключение стоит вспомнить то, что Эйнштейн заявил в 1952 году и что относится к самому великому ученому: «Есть только несколько просвещенных людей с ясным умом и хорошим стилем в каждом столетии.Их наследие — одно из самых драгоценных достояний человечества… Нет лучшего ответа на модернистское высокомерие сегодняшнего дня ».
J. Адольфо де АзкаррагаЭйнштейн и Манхэттенский проект
В 1938 году три химика, работавшие в лаборатории в Берлине, сделали открытие, которое изменило ход истории: они расщепили атом урана.Энергия, выделяемая при этом расщеплении или делении, огромна — ее достаточно, чтобы зарядить бомбу. Но прежде чем такое оружие могло быть построено, пришлось преодолеть множество технических проблем.
Президент Франклин Делано Рузвельт
Фото: Архив библиотеки FDR
Когда Эйнштейн узнал, что немцам удастся решить эти проблемы, он написал президенту Франклину Рузвельту со своими опасениями.Письмо Эйнштейна от 1939 года помогло США начать создание атомной бомбы, но поначалу работа продвигалась медленно. Два других вывода, сделанных в 1940 и 1941 годах, убедительно продемонстрировали, что бомба осуществима, и сделали создание бомбы главным приоритетом для Соединенных Штатов: определение «критической массы» необходимого урана и подтверждение того, что плутоний может подвергаться делению и использоваться в бомба. В декабре 1941 года правительство начало Манхэттенский проект — научное и военное мероприятие по разработке бомбы.
Письмо Президенту
В августе 1939 года Эйнштейн написал президенту США Франклину Рузвельту, чтобы предупредить его, что нацисты работают над новым и мощным оружием: атомной бомбой. Его коллега-физик Лео Сциллард убедил Эйнштейна отправить письмо и помог ему составить его.
Эйнштейн: угроза безопасности
В июле 1940 года разведка армии США отказала Эйнштейну в допуске, необходимом для работы над Манхэттенским проектом. Сотням ученых, участвовавших в проекте, было запрещено консультироваться с Эйнштейном, поскольку левый политический активист считался потенциальной угрозой безопасности.
Фото: Национальный архив США.
6 августа 1945 года
Первая атомная бомба, сброшенная на Хиросиму, Япония
«Горе мне.»- Альберт Эйнштейн, услышав новости о бомбардировке Хиросимы
Бомбардировки Японии
9 августа 1945 года Соединенные Штаты сбросили атомную бомбу на город Нагасаки, Япония, через три дня после бомбардировки Хиросимы. В конце 1945 года в этих двух городах умерло примерно 200 000 человек.
Эйнштейн и ядерный век
Хотя Эйнштейн никогда не работал непосредственно над атомной бомбой, его часто неправильно связывают с появлением ядерного оружия.Его знаменитое уравнение E = mc2 объясняет энергию, выделяемую в атомной бомбе, но не объясняет, как ее построить. Он неоднократно напоминал людям: «Я не считаю себя отцом выброса атомной энергии. Мое участие в этом было весьма косвенным». Тем не менее, Эйнштейна часто просили объяснить его роль — как это было, когда редактор японского журнала спросил его: «Почему вы сотрудничали в производстве атомных бомб, хорошо зная их … разрушительную силу?»
Эйнштейн всегда отвечал, что его единственным действием было написать президенту Рузвельту, в котором он предлагал Соединенным Штатам исследовать атомное оружие до того, как немцы использовали эту смертоносную технологию.Он даже пожалел о своем шаге. В интервью журналу Newsweek он сказал, что «если бы я знал, что немцам не удастся разработать атомную бомбу, я бы ничего не сделал».
Открытие странной черной дыры подтверждает общую теорию относительности Эйнштейна
Исследователи наблюдали яркие вспышки рентгеновского излучения, возникающие при падении газа в сверхмассивную черную дыру. Вспышки отражались от газа, падающего в черную дыру, и по мере затухания вспышек были видны короткие вспышки рентгеновских лучей, соответствующие отражению вспышек от дальней стороны диска, огибающего черную дыру на его сильное гравитационное поле.Кредит: Дэн Уилкинс
.Первое обнаружение света из-за черной дыры
Наблюдая за рентгеновскими лучами, выбрасываемыми во Вселенную сверхмассивной черной дырой в центре галактики на расстоянии 800 миллионов световых лет от нас, астрофизик Стэнфордского университета Дэн Уилкинс заметил интригующую картину. Он наблюдал серию ярких рентгеновских вспышек — возбуждающих, но не беспрецедентных — а затем телескопы зафиксировали нечто неожиданное: дополнительные рентгеновские вспышки, которые были меньше, позже и разных «цветов», чем яркие вспышки.
Согласно теории, эти световые эхо соответствовали рентгеновским лучам, отраженным позади черной дыры, но даже базовое понимание черных дыр говорит нам, что это странное место для света.
«Любой свет, попадающий в эту черную дыру, не выходит, поэтому мы не должны видеть ничего, что находится за черной дырой», — сказал Уилкинс, научный сотрудник Института астрофизики элементарных частиц и космологии им. Кавли. в Национальной ускорительной лаборатории Стэнфорда и SLAC.Однако это еще одна странная характеристика черной дыры, которая делает это наблюдение возможным. «Причина, по которой мы можем это видеть, заключается в том, что эта черная дыра искривляет пространство, искривляет свет и закручивает вокруг себя магнитные поля», — объяснил Уилкинс.
Иллюстрация отражения света из-за черной дыры. Кредит: ESA
.Странное открытие, подробно описанное в статье, опубликованной сегодня (28 июля 2021 г.) в журнале Nature, , является первым прямым наблюдением света из-за черной дыры — сценарий, предсказанный общей теорией относительности Эйнштейна, но так и не подтвержденный. до настоящего времени.
«Пятьдесят лет назад, когда астрофизики начали размышлять о том, как магнитное поле может вести себя вблизи черной дыры, они понятия не имели, что однажды у нас могут появиться методы, чтобы наблюдать это напрямую и увидеть общую теорию относительности Эйнштейна в действии», сказал Роджер Блэндфорд, соавтор статьи, профессор Люка Блоссома в Школе гуманитарных наук и Стэнфорда, а также профессор физики и физики элементарных частиц SLAC.
Как увидеть черную дыру
Первоначальной мотивацией этого исследования было узнать больше о загадочной особенности некоторых черных дыр, называемой короной.Материал, падающий в сверхмассивную черную дыру, питает самые яркие непрерывные источники света во Вселенной и при этом образует корону вокруг черной дыры. Этот свет, который является рентгеновским светом, можно проанализировать, чтобы нанести на карту и охарактеризовать черную дыру.
Анимация, показывающая, как свет отражается от черной дыры. Кредит: ESA
.Ведущая теория о том, что такое корона, начинается со скольжения газа в черную дыру, где он перегревается до миллионов градусов. При этой температуре электроны отделяются от атомов, создавая намагниченную плазму.Захваченное мощным вращением черной дыры, магнитное поле изгибается так высоко над черной дырой и так сильно вращается вокруг себя, что в конечном итоге полностью разрушается — ситуация настолько напоминает то, что происходит вокруг нашего собственного Солнца, что оно позаимствовало название «корона».
«Это магнитное поле, которое связывается и затем замыкается близко к черной дыре, нагревает все вокруг нее и производит эти высокоэнергетические электроны, которые затем продолжают производить рентгеновские лучи», — сказал Уилкинс.
Когда Уилкинс присмотрелся, чтобы исследовать происхождение вспышек, он увидел серию более мелких вспышек.Исследователи определили, что это те же рентгеновские вспышки, но отраженные от задней части диска — первый взгляд на дальнюю сторону черной дыры.
«Я строил теоретические предсказания того, как эти отголоски появляются для нас в течение нескольких лет», — сказал Уилкинс. «Я уже видел их в разрабатываемой мной теории, поэтому, как только я увидел их в телескопических наблюдениях, я смог выяснить связь».
Дальнейшие наблюдения
Миссия по описанию и пониманию корон продолжается и потребует дополнительных наблюдений.Частью этого будущего станет рентгеновская обсерватория Афина (Усовершенствованный телескоп для астрофизики высоких энергий) Европейского космического агентства. Как сотрудник лаборатории Стива Аллена, профессора физики в Стэнфорде и физики элементарных частиц и астрофизики в SLAC, Уилкинс помогает разработать часть детектора Wide Field Imager для Athena.
«У него гораздо большее зеркало, чем у нас когда-либо было на рентгеновских телескопах, и оно позволит нам получать изображения с более высоким разрешением за гораздо более короткое время наблюдения», — сказал Уилкинс.«Итак, картина, которую мы начинаем получать на основе данных на данный момент, станет намного более ясной с этими новыми обсерваториями».
Ссылка: «Искривление света и эхо рентгеновского излучения из-за сверхмассивной черной дыры» Д. Р. Уилкинса, Л. К. Галло, Э. Костантини, В. Н. Брандта и Р. Д. Бландфорда, 28 июля 2021 г., Nature .
DOI: 10.1038 / s41586-021-03667-0
Соавторы этого исследования — из Университета Святой Марии (Канада), Нидерландского института космических исследований (SRON), Амстердамского университета и Государственного университета Пенсильвании.
Эта работа была поддержана программами NASA NuSTAR и XMM-Newton Guest Observer, стипендией Кавли в Стэнфордском университете и фондом V.M. Уилламан Эндаумент в Университете штата Пенсильвания.
.