Albert Einstein
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Albert Einstein » Inventores y científicos
| Albert Einstein | |
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 Albert Einstein en 1921 | |
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escucha); 14 de marzo de 1879 - 18 de abril de 1955) fue un físico teórico de origen alemán que desarrolló la teoría de la relatividad, uno de los dos pilares de la física moderna (junto con la mecánica cuántica). Su trabajo también es conocido por su influencia en la filosofía de la ciencia. Es más conocido por el público en general por su fórmula de equivalencia de masa energética E = mc, que ha sido denominada "la ecuación más famosa del mundo". Recibió el Premio Nobel de Física de 1921 "por sus servicios a la física teórica, y especialmente por su descubrimiento de la ley del efecto fotoeléctrico ", un paso fundamental en el desarrollo de la teoría cuántica.Cerca del comienzo de su carrera, Einstein pensó que la mecánica newtoniana ya no era suficiente para reconciliar las leyes de la mecánica clásica con las leyes del campo electromagnético. Esto lo llevó a desarrollar su teoría especial de la relatividad durante su tiempo en la Oficina Suiza de Patentes en Berna (1902-1909), Suiza. Sin embargo, se dio cuenta de que el principio de la relatividad también podría extenderse a los campos gravitacionales, y publicó un artículo sobre la relatividad general en 1916 con su teoría de la gravitación. Continuó lidiando con los problemas de la mecánica estadística y la teoría cuántica, lo que condujo a sus explicaciones de la teoría de partículas y el movimiento de las moléculas. También investigó las propiedades térmicas de la luz que sentaron las bases de la teoría fotónica de la luz. En 1917, aplicó la teoría general de la relatividad para modelar la estructura del universo.
Vivió en Suiza entre 1895 y 1914, a excepción de un año en Praga, y recibió su diploma académico de la escuela politécnica federal suiza (más tarde Eidgenössische Technische Hochschule, ETH) en Zürich en 1900. Enseñó física teórica allí entre 1912 y 1914 antes de irse a Berlín. Adquirió la ciudadanía suiza en 1901, que mantuvo por el resto de su vida después de ser apátrida durante más de cinco años. En 1905, fue galardonado con un doctorado por la Universidad de Zurich. El mismo año, publicó cuatro artículos innovadores durante su famoso annus mirabilis (año milagroso) que lo puso en conocimiento del mundo académico a la edad de 26 años.
Estaba visitando los Estados Unidos cuando Adolf Hitler llegó al poder en 1933 y no regresó a Alemania, donde había sido profesor en la Academia de Ciencias de Berlín. Se instaló en los Estados Unidos y se hizo ciudadano estadounidense en 1940. En la víspera de la Segunda Guerra Mundial, endosó una carta al presidente Franklin D. Roosevelt alertándole sobre el posible desarrollo de "bombas extremadamente poderosas de un tipo nuevo" y recomendando que los EE. UU. comienzan una investigación similar. Esto eventualmente llevó al Proyecto Manhattan. Einstein apoyó a las fuerzas aliadas, pero generalmente denunció la idea de utilizar la fisión nuclear como arma. Firmó el Manifiesto Russell-Einstein con el filósofo británico Bertrand Russell, que destacó el peligro de las armas nucleares. Estuvo afiliado al Institute for Advanced Study en Princeton, Nueva Jersey, hasta su muerte en 1955.
Einstein publicó más de 300 artículos científicos y más de 150 trabajos no científicos. Sus logros intelectuales y originalidad han hecho que la palabra "Einstein" sea sinónimo de "genio". Eugene Wigner escribió sobre Einstein en comparación con sus contemporáneos que "la comprensión de Einstein era más profunda incluso que la de Jancsi von Neumann. Su mente era a la vez más penetrante y original que la de von Neumann. Y esa es una afirmación muy notable".
Vida y carrera
Temprana edad y educación
Albert Einstein nació en Ulm, en el Reino de Württemberg en el Imperio Alemán, el 14 de marzo de 1879. Sus padres fueron Hermann Einstein, un vendedor e ingeniero, y Pauline Koch. En 1880, la familia se mudó a Munich, donde el padre de Einstein y su tío Jakob fundaron Elektrotechnische Fabrik J. Einstein & Cie , una compañía que fabricaba equipos eléctricos basados en corriente continua.
Los Einstein eran judíos Ashkenazi no observantes, y Albert asistió a una escuela primaria católica en Munich, desde la edad de 5 años, durante tres años. A la edad de 8 años, fue transferido al gimnasio Luitpold (ahora conocido como Albert Einstein Gymnasium), donde recibió educación primaria y secundaria avanzada hasta que abandonó el Imperio Alemán siete años después.
En 1894, la empresa de Hermann y Jakob perdió una oferta para suministrar electricidad a la ciudad de Munich porque carecían del capital para convertir sus equipos del estándar de corriente continua (CC) al estándar de corriente alterna (CA) más eficiente. La pérdida forzó la venta de la fábrica de Munich. En busca de negocios, la familia Einstein se mudó a Italia, primero a Milán y unos meses después a Pavía.Cuando la familia se mudó a Pavia, Einstein, que entonces tenía 15 años, se quedó en Munich para terminar sus estudios en el gimnasio Luitpold.Su padre pretendía que él siguiera con la ingeniería eléctrica, pero Einstein se enfrentó con las autoridades y le molestaba el régimen de la escuela y el método de enseñanza. Más tarde escribió que el espíritu de aprendizaje y el pensamiento creativo se perdió en el estricto aprendizaje de memoria. A fines de diciembre de 1894, viajó a Italia para reunirse con su familia en Pavía, y convenció a la escuela de que lo dejara usar una nota del médico. Durante su tiempo en Italia, escribió un breve ensayo titulado "Sobre la investigación del estado del éter en un campo magnético".
Einstein siempre sobresalió en matemáticas y física desde una edad temprana, alcanzando un nivel matemático años por delante de sus compañeros. Einstein, de doce años, aprendió álgebra y geometría euclidiana en un solo verano. Einstein también descubrió independientemente su propia prueba original del teorema de Pitágoras a los 12 años. Un tutor de familia, Max Talmud, dice que después de haberle dado un libro de geometría a Einstein de 12 años, "después de un tiempo Einstein había trabajado todo el libro Entonces se dedicó a las matemáticas superiores ... Pronto el vuelo de su genio matemático era tan alto que no pude seguirlo ". Su pasión por la geometría y el álgebra llevó al niño de doce años a convencerse de que la naturaleza podía entenderse como una "estructura matemática". Einstein comenzó a aprender el cálculo a los 12 años, y cuando tenía 14 años dice que había "dominado el cálculo integral y diferencial".
A los 13 años, Einstein conoció la Crítica de la razón pura de Kant, y Kant se convirtió en su filósofo favorito, y su tutor afirmó: "En ese momento todavía era un niño, solo tenía trece años, pero las obras de Kant, incomprensibles para los mortales ordinarios, ser claro para él ".
En 1895, a la edad de 16 años, Einstein tomó los exámenes de ingreso para el Politécnico Federal Suizo en Zürich (más tarde Eidgenössische Technische Hochschule, ETH). No logró alcanzar el nivel requerido en la parte general del examen, pero obtuvo calificaciones excepcionales en física y matemáticas. Siguiendo el consejo del director de la Escuela Politécnica, asistió a la escuela cantonal de Argovia (gimnasio) en Aarau, Suiza, en 1895 y 1896 para completar su educación secundaria. Mientras se alojaba con la familia del profesor Jost Winteler, se enamoró de la hija de Winteler, Marie. La hermana de Albert, Maja, se casó más tarde con el hijo de Winteler, Paul. En enero de 1896, con la aprobación de su padre, Einstein renunció a su ciudadanía en el Reino Alemán de Württemberg para evitar el servicio militar. En septiembre de 1896, aprobó el Swiss Matura con buenas calificaciones en su mayoría, incluyendo una calificación máxima de 6 en física y matemáticas, en una escala de 1-6. A los 17, se matriculó en el programa de cuatro años de diploma de enseñanza de matemáticas y física en el Politécnico de Zúrich. Marie Winteler, que era un año mayor, se mudó a Olsberg, Suiza, para un puesto de enseñanza.
La futura esposa de Einstein, Mileva Marić, una mujer serbia de 20 años, también se inscribió en el Politécnico ese año. Ella era la única mujer entre los seis estudiantes en la sección de matemáticas y física del curso de diploma de enseñanza. En los años siguientes, la amistad de Einstein y Marić se convirtió en romance y leyeron libros sobre física extracurricular en los que Einstein estaba tomando un interés creciente. En 1900, Einstein aprobó los exámenes de Matemáticas y Física y recibió el diploma de enseñanza del Politécnico Federal. Ha habido afirmaciones de que Marić colaboró con Einstein en sus documentos de 1905, conocidos como los papeles de Annus Mirabilis , pero los historiadores de la física que han estudiado el tema no encuentran evidencia de que ella haya hecho ninguna contribución sustantiva.
Matrimonios y niños
Una primera correspondencia entre Einstein y Marić fue descubierta y publicada en 1987, que reveló que la pareja tenía una hija llamada "Lieserl", nacida a principios de 1902 en Novi Sad, donde Marić se alojaba con sus padres. Marić regresó a Suiza sin el niño, cuyo verdadero nombre y destino se desconocen. El contenido de la carta de Einstein en septiembre de 1903 sugiere que la niña fue entregada en adopción o murió de escarlatina en la infancia.
Einstein y Marić se casaron en enero de 1903. En mayo de 1904, su hijo Hans Albert Einstein nació en Berna, Suiza. Su hijo Eduard nació en Zürich en julio de 1910. La pareja se mudó a Berlín en abril de 1914, pero Marić regresó a Zürich con sus hijos después de enterarse de que la principal atracción romántica de Einstein fue su prima primera y segunda Elsa. Se divorciaron el 14 de febrero de 1919, habiendo vivido separados durante cinco años. Eduard tuvo un colapso alrededor de los 20 años y fue diagnosticado con esquizofrenia. Su madre se preocupó por él y también estuvo internado en manicomios durante varios períodos, y finalmente fue internado permanentemente después de su muerte.
En cartas reveladas en 2015, Einstein escribió a su primer amor, Marie Winteler, sobre su matrimonio y sus fuertes sentimientos hacia ella. Escribió en 1910, mientras su esposa estaba embarazada de su segundo hijo: "Pienso en ti de todo corazón con amor sincero y soy tan infeliz como solo un hombre puede ser". Él habló sobre un "amor equivocado" y una "vida perdida" con respecto a su amor por Marie.
Einstein se casó con Elsa Löwenthal en 1919, después de tener una relación con ella desde 1912. Ella era primo hermano de madre y primo segundo paternalmente. Emigraron a los Estados Unidos en 1933, y ella fue diagnosticada con problemas cardíacos y renales en 1935. Ella murió en diciembre de 1936.
Amigos
Entre los amigos más conocidos de Einstein se encontraban Michele Besso, Paul Ehrenfest, Marcel Grossmann, János Plesch, Daniel Q. Posin, Maurice Solovine y Stephen Wise.
Oficina de Patentes
Después de graduarse en 1900, Einstein pasó casi dos años frustrantes buscando un puesto de enseñanza. Adquirió la ciudadanía suiza en febrero de 1901, pero no fue reclutado por razones médicas. Con la ayuda del padre de Marcel Grossmann, consiguió un empleo en Berna en la Oficina Federal de Propiedad Intelectual, la oficina de patentes, como examinador auxiliar - nivel III.
Einstein evaluó las solicitudes de patente para una variedad de dispositivos que incluyen un clasificador de grava y una máquina de escribir electromecánica. En 1903, su puesto en la Oficina Suiza de Patentes se hizo permanente, aunque pasó a ser promovido hasta que "dominó completamente la tecnología de la máquina".
Gran parte de su trabajo en la oficina de patentes se relacionaba con preguntas sobre la transmisión de señales eléctricas y la sincronización eléctrico-mecánica del tiempo, dos problemas técnicos que aparecen claramente en los experimentos mentales que llevaron finalmente a Einstein a sus conclusiones radicales sobre la naturaleza de la luz y el conexión fundamental entre el espacio y el tiempo.
Con unos pocos amigos que conoció en Berna, Einstein fundó un pequeño grupo de discusión en 1902, autodenominado "The Olympia Academy", que se reunía regularmente para debatir sobre ciencia y filosofía. Sus lecturas incluyeron las obras de Henri Poincaré, Ernst Mach y David Hume, que influyeron en su perspectiva científica y filosófica.
Primeros artículos científicos
En 1900, el periódico de Einstein "Folgerungen aus den Capillaritätserscheinungen" ("Conclusiones de los fenómenos de la capilaridad") se publicó en la revista Annalen der Physik . El 30 de abril de 1905, Einstein completó su tesis, con Alfred Kleiner, profesor de Física Experimental, sirviendo como asesor pro-forma . Como resultado, Einstein recibió un doctorado de la Universidad de Zürich, con su disertación " Una nueva determinación de las dimensiones moleculares ".
En ese mismo año, que se ha llamado annus mirabilis de Einstein (año milagroso), publicó cuatro artículos innovadores sobre el efecto fotoeléctrico, el movimiento browniano, la relatividad especial y la equivalencia de masa y energía, que lo recordarían. del mundo académico, a la edad de 26 años.
Carrera académica
En 1908, fue reconocido como un científico líder y fue nombrado profesor de la Universidad de Berna. Al año siguiente, después de dar una conferencia sobre electrodinámica y el principio de relatividad en la Universidad de Zürich, Alfred Kleiner lo recomendó a la facultad de una cátedra de física teórica recién creada. Einstein fue nombrado profesor asociado en 1909.
Einstein se convirtió en profesor titular en la Universidad Alemana Charles-Ferdinand en Praga en abril de 1911, aceptando la ciudadanía austriaca en el Imperio Austrohúngaro para hacerlo. Durante su estancia en Praga, escribió 11 trabajos científicos, cinco de ellos sobre la radiación de las matemáticas y sobre la teoría cuántica de los sólidos. En julio de 1912, regresó a su alma mater en Zürich. Desde 1912 hasta 1914, fue profesor de física teórica en el ETH Zurich, donde enseñó mecánica analítica y termodinámica. También estudió la mecánica del continuo, la teoría molecular del calor y el problema de la gravitación, en la que trabajó con el matemático y amigo Marcel Grossmann.
El 3 de julio de 1913, fue elegido miembro de la Academia de Ciencias de Prusia en Berlín. Max Planck y Walther Nernst lo visitaron la semana siguiente en Zúrich para persuadirlo de unirse a la academia, y además le ofrecieron el puesto de director en el Instituto de Física Kaiser Wilhelm, que pronto se establecería. (La membresía en la academia incluía salario pagado y cátedra sin tareas docentes en la Universidad Humboldt de Berlín). Fue elegido oficialmente para la academia el 24 de julio, y aceptó mudarse al Imperio Alemán el año siguiente. Su decisión de mudarse a Berlín también fue influenciada por la posibilidad de vivir cerca de su prima Elsa, con quien había desarrollado una aventura romántica. Se unió a la academia y por lo tanto a la Universidad de Berlín el 1 de abril de 1914. A medida que la Primera Guerra Mundial estalló ese año, el plan para el Instituto de Física Kaiser Wilhelm fue abortado. El instituto se estableció el 1 de octubre de 1917, con Einstein como su director. En 1916, Einstein fue elegido presidente de la Sociedad Física Alemana (1916-1918).
Con base en los cálculos que hizo Einstein en 1911, acerca de su nueva teoría de la relatividad general, la luz de otra estrella debe ser doblada por la gravedad del Sol. En 1919, esa predicción fue confirmada por Sir Arthur Eddington durante el eclipse solar del 29 de mayo de 1919. Esas observaciones fueron publicadas en los medios internacionales, lo que hizo a Einstein mundialmente famoso. El 7 de noviembre de 1919, el principal periódico británico The Timesimprimió un encabezado que decía: "Revolución en la ciencia - Nueva teoría del universo - Ideas newtonianas derrocadas".
En 1920, se convirtió en miembro extranjero de la Real Academia Holandesa de las Artes y las Ciencias. En 1922, fue galardonado con el Premio Nobel de Física de 1921 "por sus servicios a la Física Teórica, y especialmente por su descubrimiento de la ley del efecto fotoeléctrico". Mientras que la teoría general de la relatividad todavía se consideraba algo controvertida, la cita tampoco considera el trabajo citado como una explicación, sino simplemente como un descubrimiento de la ley , ya que la idea de los fotones se consideraba extravagante y no recibió aceptación universal hasta 1924. derivación del espectro de Planck por SN Bose. Einstein fue elegido miembro extranjero de la Royal Society (ForMemRS) en 1921. También recibió la Medalla Copley de la Royal Society en 1925.
1921-1922: viaja al extranjero
Einstein visitó la ciudad de Nueva York por primera vez el 2 de abril de 1921, donde recibió la bienvenida oficial del alcalde John Francis Hylan, seguido de tres semanas de conferencias y recepciones. Continuó impartiendo varias conferencias en la Universidad de Columbia y en la Universidad de Princeton, y en Washington acompañó a representantes de la Academia Nacional de Ciencias en una visita a la Casa Blanca. A su regreso a Europa fue invitado por el estadista y filósofo británico Vizconde Haldane en Londres, donde conoció a varias figuras científicas, intelectuales y políticas de renombre y pronunció una conferencia en el King's College de Londres.
También publicó un ensayo, "Mi primera impresión de los EE. UU.", En julio de 1921, en el que trató brevemente de describir algunas características de los estadounidenses, al igual que Alexis de Tocqueville, que publicó sus propias impresiones en Democracy in America (1835) . Para algunas de sus observaciones, Einstein estaba claramente sorprendido: "Lo que llama la atención de un visitante es la actitud alegre y positiva hacia la vida ... El estadounidense es amistoso, seguro de sí mismo, optimista y sin envidia".
En 1922, sus viajes lo llevaron a Asia y luego a Palestina, como parte de una gira de seis meses de excursión y conferencias, mientras visitaba Singapur, Ceilán y Japón, donde dio una serie de conferencias a miles de japoneses. Después de su primera conferencia pública, se encontró con el emperador y la emperatriz en el Palacio Imperial, donde miles vinieron a ver. En una carta a sus hijos, describió su impresión de que los japoneses son modestos, inteligentes, considerados y que tienen una verdadera percepción del arte.
Debido a los viajes de Einstein al Lejano Oriente, no pudo aceptar personalmente el Premio Nobel de Física en la ceremonia de premiación de Estocolmo en diciembre de 1922. En su lugar, el discurso del banquete fue organizado por un diplomático alemán, quien elogió a Einstein no solo como científico, sino también como un pacificador y activista internacional.
En su viaje de regreso, visitó Palestina durante 12 días en lo que sería su única visita a esa región.Fue recibido como si fuera un jefe de estado, en lugar de un físico, que incluía un saludo de cañón al llegar a la casa del alto comisionado británico, Sir Herbert Samuel. Durante una recepción, el edificio fue asaltado por personas que querían verlo y escucharlo. En la charla de Einstein a la audiencia, expresó su felicidad de que el pueblo judío comenzara a ser reconocido como una fuerza en el mundo.
Einstein visitó España durante dos semanas en 1923, donde conoció brevemente a Santiago Ramón y Cajal y también recibió un diploma del Rey Alfonso XIII nombrándolo miembro de la Academia Española de Ciencias.
De 1922 a 1932, Einstein fue miembro del Comité Internacional de Cooperación Intelectual de la Liga de las Naciones en Ginebra, un organismo creado para promover el intercambio internacional entre científicos, investigadores, profesores, artistas e intelectuales. Originalmente programado para servir como delegado suizo, el Secretario General Eric Drummond fue persuadido por los activistas católicos Oskar Halecki y Giuseppe Motta para que se convirtiera en el delegado alemán, lo que permitió a Gonzague de Reynold tomar el puesto suizo, del cual promovió católicos tradicionalistas. valores. Su ex profesor de física Hendrik Lorentz y la química francesa Marie Curie también fueron miembros del comité.
1930-1931: viaje a los EE. UU.
En diciembre de 1930, Einstein visitó Estados Unidos por segunda vez, originalmente con la intención de realizar una visita de trabajo de dos meses como investigador en el Instituto de Tecnología de California. Después de la atención nacional que recibió durante su primer viaje a los EE. UU., Él y sus arregladores buscaron proteger su privacidad. Aunque se inundó con telegramas e invitaciones para recibir premios o hablar públicamente, los rechazó a todos.
Después de llegar a la ciudad de Nueva York, Einstein fue llevado a varios lugares y eventos, incluido Chinatown, un almuerzo con los editores de The New York Times y una actuación de Carmen en el Metropolitan Opera, donde fue aclamado por el público a su llegada. . Durante los días siguientes, el alcalde Jimmy Walker le dio las llaves de la ciudad y se reunió con el presidente de la Universidad de Columbia, quien describió a Einstein como "el monarca gobernante de la mente". Harry Emerson Fosdick, pastor de la Iglesia Riverside de Nueva York, le dio a Einstein un recorrido por la iglesia y le mostró una estatua de tamaño completo que la iglesia hizo de Einstein, de pie en la entrada. También durante su estancia en Nueva York, se unió a una multitud de 15,000 personas en el Madison Square Garden durante una celebración de Hanukkah.
Einstein luego viajó a California, donde conoció al presidente de Caltech y premio Nobel, Robert A. Millikan. Su amistad con Millikan fue "incómoda", ya que Millikan "tenía una inclinación por el militarismo patriótico", donde Einstein era un pacifista pronunciado. Durante una alocución a los estudiantes de Caltech, Einstein notó que la ciencia a menudo tiende a hacer más daño que bien.
Esta aversión a la guerra también llevó a Einstein a hacerse amigo del autor Upton Sinclair y la estrella de cine Charlie Chaplin, ambos conocidos por su pacifismo. Carl Laemmle, director de Universal Studios, le dio a Einstein un recorrido por su estudio y lo presentó a Chaplin. Tuvieron una relación instantánea, con Chaplin invitando a Einstein y su esposa, Elsa, a su casa a cenar. Chaplin dijo que la personalidad externa de Einstein, calmada y gentil, parecía ocultar un "temperamento altamente emocional", de lo que surgió su "extraordinaria energía intelectual".
La película de Chaplin, City Lights , se estrenaría unos días más tarde en Hollywood, y Chaplin invitó a Einstein y Elsa a unirse a él como invitados especiales. Walter Isaacson, el biógrafo de Einstein, describió esto como "una de las escenas más memorables en la nueva era de la celebridad". Chaplin visitó a Einstein en su casa en un viaje posterior a Berlín, y recordó su "pequeño apartamento modesto" y el piano en el que había comenzado a escribir su teoría. Chaplin especuló que "posiblemente los nazis los utilizaron como astillas".
1933: Emigración a los Estados Unidos
En febrero de 1933, durante una visita a los Estados Unidos, Einstein sabía que no podría regresar a Alemania con el ascenso al poder de los nazis bajo el nuevo canciller de Alemania, Adolf Hitler.
Mientras estaba en universidades estadounidenses a principios de 1933, asumió su tercer puesto de profesor visitante de dos meses en el Instituto de Tecnología de California en Pasadena. Él y su esposa Elsa regresaron a Bélgica por barco en marzo, y durante el viaje se enteraron de que su casa fue saqueada por los nazis y su velero personal confiscado. Al aterrizar en Amberes el 28 de marzo, fue inmediatamente al consulado alemán y entregó su pasaporte, renunciando formalmente a su ciudadanía alemana. Los nazis más tarde vendieron su bote y convirtieron su cabaña en un campamento de la Juventud Hitleriana.
Situación de refugiado
En abril de 1933, Einstein descubrió que el nuevo gobierno alemán había aprobado leyes que prohibían a los judíos ocupar cargos oficiales, incluida la docencia en universidades. Hristorian Gerald Holton describe cómo, con "prácticamente ninguna protesta audible planteada por sus colegas", miles de científicos judíos de repente se vieron obligados a renunciar a sus puestos universitarios y sus nombres fueron eliminados de las listas de las instituciones donde estaban empleados.
Un mes después, las obras de Einstein se encontraban entre los dirigidos por la Unión de Estudiantes Alemanes en las quemas de libros nazis, y el ministro de propaganda nazi, Joseph Goebbels, proclamó: "El intelectualismo judío está muerto". Una revista alemana lo incluyó en una lista de enemigos del régimen alemán con la frase "aún no ahorcado", ofreciendo una recompensa de $ 5,000 en su cabeza. En una carta posterior al físico y amigo Max Born, que ya había emigrado de Alemania a Inglaterra, Einstein escribió: "... Debo confesar que el grado de brutalidad y cobardía fue una sorpresa". Después de mudarse a los Estados Unidos, describió las quemaduras de libros como un "arrebato emocional espontáneo" por aquellos que "evitan la iluminación popular" y "más que cualquier otra cosa en el mundo, temen la influencia de los hombres de independencia intelectual".
Einstein ahora no tenía un hogar permanente, no estaba seguro de dónde viviría y trabajaría, e igualmente preocupado por el destino de muchos otros científicos que todavía están en Alemania.Alquiló una casa en De Haan, Bélgica, donde vivió durante unos meses. A fines de julio de 1933, viajó a Inglaterra durante unas seis semanas por invitación personal del oficial naval británico Comandante Oliver Locker-Lampson, que se había hecho amigo de Einstein en los años anteriores.Para proteger a Einstein, Locker-Lampson tenía dos asistentes vigilándolo en su apartada cabaña a las afueras de Londres, con una foto de ellos cargando escopetas y protegiendo a Einstein, publicado en el Daily Herald el 24 de julio de 1933.
Locker-Lampson llevó a Einstein a encontrarse con Winston Churchill en su casa, y más tarde, Austen Chamberlain y el ex primer ministro Lloyd George. Einstein les pidió que ayudaran a sacar a los científicos judíos de Alemania. El historiador británico Martin Gilbert señala que Churchill respondió de inmediato y envió a su amigo, el físico Frederick Lindemann, a Alemania para buscar científicos judíos y ubicarlos en universidades británicas. Churchill luego observó que como resultado de que Alemania había expulsado a los judíos, habían reducido sus "estándares técnicos" y puesto la tecnología de los Aliados antes que la suya.
Posteriormente, Einstein se puso en contacto con líderes de otras naciones, incluido el primer ministro de Turquía, İsmet İnönü, a quien escribió en septiembre de 1933 solicitando la colocación de científicos judíos-judíos desempleados. Como resultado de la carta de Einstein, los invitados judíos a Turquía eventualmente sumaron más de "1,000 individuos salvados".
Locker-Lampson también presentó un proyecto de ley al parlamento para extender la ciudadanía británica a Einstein, período durante el cual Einstein hizo una serie de apariciones públicas describiendo la crisis que se gestaba en Europa. En uno de sus discursos denunció el tratamiento de los judíos por parte de Alemania, mientras que al mismo tiempo presentó un proyecto de ley que promovía la ciudadanía judía en Palestina, ya que se les negaba la ciudadanía en otros lugares. En su discurso describió a Einstein como un "ciudadano del mundo" a quien debería ofrecerse un refugio temporal en el Reino Unido. Sin embargo, ambos proyectos de ley fallaron y Einstein aceptó una oferta anterior del Instituto de Estudios Avanzados, en Princeton, Nueva Jersey, EE. UU., Para convertirse en un experto residente.
Estudiante residente en el Instituto de Estudios Avanzados
En octubre de 1933, Einstein regresó a los EE. UU. Y ocupó un puesto en el Instituto de Estudios Avanzados, conocido por haberse convertido en un refugio para científicos que huían de la Alemania nazi. En ese momento, la mayoría de las universidades estadounidenses, incluidas Harvard, Princeton y Yale, tenían un mínimo de facultades o estudiantes judíos, como resultado de su cuota judía, que duró hasta fines de la década de 1940.
Einstein aún no estaba decidido sobre su futuro. Recibió ofertas de varias universidades europeas, incluida Christ Church, Oxford, donde permaneció durante tres períodos cortos entre mayo de 1931 y junio de 1933 y se le ofreció una beca de 5 años, pero en 1935 llegó a la decisión de permanecer permanentemente en los Estados Unidos. y solicitar la ciudadanía.
La afiliación de Einstein con el Instituto de Estudios Avanzados duraría hasta su muerte en 1955. Fue uno de los cuatro primeros seleccionados (dos de los otros fueron John von Neumannand Kurt Gödel) en el nuevo Instituto, donde pronto desarrolló una estrecha amistad con Gödel . Los dos daban largas caminatas juntos discutiendo su trabajo. Bruria Kaufman, su asistente, más tarde se convirtió en físico. Durante este período, Einstein intentó desarrollar una teoría de campo unificada y refutar la interpretación aceptada de la física cuántica, ambas sin éxito.
La Segunda Guerra Mundial y el Proyecto Manhattan
En 1939, un grupo de científicos húngaros que incluía al físico emigrado Leó Szilárd intentó alertar a Washington sobre la investigación actual de la bomba atómica nazi. Las advertencias del grupo fueron descontadas. Einstein y Szilárd, junto con otros refugiados como Edward Teller y Eugene Wigner, "consideraron que era su responsabilidad alertar a los estadounidenses sobre la posibilidad de que científicos alemanes pudieran ganar la carrera para construir una bomba atómica, y advertir que Hitler sería más que dispuesto a recurrir a tal arma ". Para asegurarse de que Estados Unidos conocía el peligro, en julio de 1939, unos meses antes del comienzo de la Segunda Guerra Mundial en Europa, Szilárd y Wigner visitaron a Einstein para explicar la posibilidad de las bombas atómicas, que Einstein, un pacifista, dijo que tenía nunca considerado. Se le pidió que prestara su apoyo escribiendo una carta, junto con Szilárd, al presidente Roosevelt, recomendando a los EE. UU. Prestar atención y participar en su propia investigación sobre armas nucleares.
Se cree que la carta es "posiblemente el estímulo clave para la adopción por Estados Unidos de investigaciones serias sobre armas nucleares en vísperas de la entrada de Estados Unidos en la Segunda Guerra Mundial". Además de la carta, Einstein usó sus conexiones con la familia real belga y la reina madre belga para tener acceso con un enviado personal a la Oficina Oval de la Casa Blanca. Algunos dicen que como resultado de la carta de Einstein y sus reuniones con Roosevelt, EE. UU. Entró en la "carrera" para desarrollar la bomba, aprovechando sus "inmensos recursos materiales, financieros y científicos" para iniciar el Proyecto Manhattan.
Para Einstein, "la guerra era una enfermedad ... [y] llamó a la resistencia a la guerra". Al firmar la carta a Roosevelt, algunos argumentan que iba en contra de sus principios pacifistas. En 1954, un año antes de su muerte, Einstein le dijo a su viejo amigo, Linus Pauling, "cometí un gran error en mi vida cuando firmé la carta al presidente Roosevelt recomendando que se hicieran bombas atómicas, pero había alguna justificación- el peligro de que los alemanes los harían ... "
Ciudadanía estadounidense
Einstein se convirtió en ciudadano estadounidense en 1940. No mucho después de asentarse en su carrera en el Instituto de Estudios Avanzados (en Princeton, Nueva Jersey), expresó su aprecio por la meritocracia en la cultura estadounidense en comparación con Europa. Reconoció el "derecho de los individuos a decir y pensar lo que quieran", sin barreras sociales, y como resultado, se alentó a las personas, dijo, a ser más creativas, un rasgo que valoró de su propia educación temprana.
Vida personal
Vistas de la raza
En sus diarios de viaje de su visita de 1922 a 1923 a Asia, expresa juicios xenófobos y racistas sobre las personas chinas, japonesas e indias que vio.
Einstein se unió a la Asociación Nacional para el Avance de la Gente de Color (NAACP) en Princeton, donde hizo campaña por los derechos civiles de los afroamericanos. Consideró el racismo como la "peor enfermedad" de Estados Unidos, viéndolo como "transmitido de generación en generación". Como parte de su participación, mantuvo correspondencia con el activista de derechos civiles WEB Du Bois y estaba dispuesto a testificar en su nombre durante su juicio en 1951. Cuando Einstein se ofreció a ser testigo de Du Bois, el juez decidió abandonar el caso.
En 1946 Einstein visitó la Universidad de Lincoln en Pensilvania, una universidad históricamente negra, donde se le otorgó un título honorífico. (Lincoln fue la primera universidad en los Estados Unidos que otorgó títulos universitarios a afroamericanos, entre los que se incluyen Langston Hughes y Thurgood Marshall). Einstein pronunció un discurso sobre el racismo en Estados Unidos y agregó: "No pretendo guardar silencio al respecto". Un residente de Princeton recuerda que Einstein había pagado una vez la matrícula universitaria de un estudiante negro.
Ayudando a las causas sionistas
Einstein fue un líder testaferro en ayudar a establecer la Universidad Hebrea de Jerusalén, que se inauguró en 1925, y se encontraba entre su primera Junta de Gobernadores. Anteriormente, en 1921, el bioquímico y presidente de la Organización Sionista Mundial, Chaim Weizmann, le pidió ayuda para recaudar fondos para la universidad planificada. También presentó varias sugerencias sobre sus programas iniciales.
Entre ellos, aconsejó crear primero un Instituto de Agricultura para establecer la tierra no desarrollada. Eso debería ser seguido, sugirió, por un Instituto de Química y un Instituto de Microbiología, para combatir las diversas epidemias en curso, como la malaria, que llamó un "mal" que estaba socavando un tercio del desarrollo del país. Establecimiento de un Instituto de Estudios Orientales , para incluir cursos de idiomas en hebreo y árabe, para la exploración científica del país y sus monumentos históricos, también fue importante.
Chaim Weizmann más tarde se convirtió en el primer presidente de Israel. Después de su muerte mientras estaba en el cargo en noviembre de 1952 y a instancias de Ezriel Carlebach, el Primer Ministro David Ben-Gurion le ofreció a Einstein el puesto de Presidente de Israel, un puesto principalmente ceremonial. La oferta fue presentada por el embajador de Israel en Washington, Abba Eban, quien explicó que la oferta "representa el más profundo respeto que el pueblo judío puede tener en cualquiera de sus hijos". Einstein declinó y escribió en su respuesta que estaba "profundamente conmovido" y "a la vez entristecido y avergonzado" de que no pudiera aceptarlo.
Amor por la música
Einstein desarrolló una apreciación por la música a una edad temprana, y más tarde escribió: "Si yo no fuera físico, probablemente sería músico. A menudo pienso en música. Vivo mis ensoñaciones en la música. Veo mi vida en términos de música ... obtengo la mayor alegría en la vida con la música ".
Su madre tocaba el piano razonablemente bien y quería que su hijo aprendiera el violín, no solo para inculcarle el amor por la música sino también para ayudarlo a asimilarse a la cultura alemana. Según el conductor Leon Botstein, Einstein comenzó a tocar cuando tenía 5 años, aunque no lo disfrutaba a esa edad.
Cuando cumplió 13 años, descubrió las sonatas para violín de Mozart, después de lo cual "Einstein se enamoró" de la música de Mozart y estudió música de forma más voluntaria. Se enseñó a sí mismo a tocar sin "practicar sistemáticamente", dijo, y decidió que "el amor es mejor maestro que el sentido del deber". A los 17 años, un examinador escolar de Aarau lo escuchó mientras tocaba las sonatas de violín de Beethoven, y el examinador dijo después que su interpretación fue "notable y reveladora de 'gran intuición'". Lo que impresionó al examinador, escribe Botstein, fue que Einstein "mostró un profundo amor por la música, una cualidad que era y sigue siendo escasa. La música posee un significado inusual para este estudiante".
La música tomó un papel fundamental y permanente en la vida de Einstein a partir de ese período.Aunque la idea de convertirse en músico profesional no estaba en su mente en ningún momento, entre aquellos con quienes Einstein tocaba música de cámara había algunos profesionales, y actuaba para audiencias privadas y amigos. La música de cámara también se había convertido en parte habitual de su vida social mientras vivía en Berna, Zúrich y Berlín, donde jugaba con Max Planck y su hijo, entre otros. A veces se le atribuye erróneamente el cargo de editor de la edición de 1937 del catálogo de Köchel de la obra de Mozart; esa edición fue preparada por Alfred Einstein, quien puede haber sido un pariente lejano.
En 1931, mientras realizaba investigaciones en el Instituto de Tecnología de California, visitó el conservatorio de la familia Zoellner en Los Ángeles, donde interpretó algunos de los trabajos de Beethoven y Mozart con miembros del Cuarteto Zoellner. Cerca del final de su vida, cuando el joven Juilliard Quartet lo visitó en Princeton, tocó su violín con ellos, y el cuarteto quedó "impresionado por el nivel de coordinación y entonación de Einstein".
Durante sus días en Oxford, fue acompañado por Russi Mody en el piano, mientras tocaba el violín.Mody ocasionalmente llenaba las lagunas de conocimiento que Einstein tenía en Física Nuclear.
Opiniones políticas y religiosas
La visión política de Einstein era a favor del socialismo y crítica del capitalismo, que él detalló en sus ensayos tales como "¿Por qué el socialismo?". Einstein ofreció y fue invitado a emitir juicios y opiniones sobre asuntos que a menudo no están relacionados con la física teórica o las matemáticas. Él defendió firmemente la idea de un gobierno global democrático que controlaría el poder de los Estados-nación en el marco de una federación mundial. El FBI creó un dossier secreto sobre Einstein en 1932, y para el momento de su muerte, su archivo del FBI tenía 1.427 páginas.
Einstein habló de su visión espiritual en una amplia gama de escritos y entrevistas originales. Einstein declaró que simpatizaba con el Dios panteísta impersonal de la filosofía de Baruch Spinoza. No creía en un Dios personal que se preocupe por el destino y las acciones de los seres humanos, opinión que calificó de ingenua. Aclaró, sin embargo, que "no soy ateo", prefiriendo llamarse a sí mismo un agnóstico o un "no creyente profundamente religioso". Cuando se le preguntó si creía en una vida futura, Einstein respondió: "No. Y una vida es suficiente para mí".
Einstein estaba principalmente afiliado a grupos humanistas no religiosos y de Cultura Ética tanto en el Reino Unido como en los EE. UU. Fue miembro de la junta asesora de la Primera Sociedad Humanista de Nueva York y fue asociado honorario de la Asociación Racionalista, que publica New Humanist en Gran Bretaña. Para el septuagésimo quinto aniversario de la Sociedad de Nueva York para la Cultura Ética, declaró que la idea de la Cultura Ética encarnaba su concepción personal de lo que es más valioso y perdurable en el idealismo religioso. Él observó, "Sin 'cultura ética' no hay salvación para la humanidad".
Muerte
El 17 de abril de 1955, Einstein experimentó una hemorragia interna causada por la ruptura de un aneurisma aórtico abdominal, que Rudolph Nissen había reforzado quirúrgicamente en 1948. Tomó el borrador de un discurso que estaba preparando para una aparición televisiva en conmemoración del Estado de Israel. séptimo aniversario con él en el hospital, pero no vivió lo suficiente para completarlo.
Einstein se negó a la cirugía y dijo: "Quiero irme cuando quiera. No tiene sentido prolongar artificialmente la vida. He hecho lo mío, es hora de irme. Lo haré elegantemente". Murió en el Hospital de Princeton temprano a la mañana siguiente a la edad de 76 años, habiendo continuado trabajando hasta casi el final.
Durante la autopsia, el patólogo del Hospital de Princeton, Thomas Stoltz Harvey, retiró el cerebro de Einstein para su preservación sin el permiso de su familia, con la esperanza de que la neurociencia del futuro fuera capaz de descubrir qué hizo que Einstein fuera tan inteligente. Los restos de Einstein fueron cremados y sus cenizas fueron esparcidas en un lugar no revelado.
En una conferencia conmemorativa pronunciada el 13 de diciembre de 1965, en la sede de la UNESCO, el físico nuclear Robert Oppenheimer resumió su impresión de Einstein como persona: "Estaba casi completamente sin sofisticación y carente de mundanalidad ... Siempre había con él una maravillosa pureza en una vez infantil y profundamente terco ".
Carrera científica
A lo largo de su vida, Einstein publicó cientos de libros y artículos. Publicó más de 300 artículos científicos y 150 no científicos. El 5 de diciembre de 2014, las universidades y los archivos anunciaron la publicación de los documentos de Einstein, que incluyen más de 30,000 documentos únicos. Los logros intelectuales y la originalidad de Einstein han hecho que la palabra "Einstein" sea sinónimo de "genio". Además del trabajo que hizo solo, también colaboró con otros científicos en proyectos adicionales, incluidas las estadísticas de Bose-Einstein, el refrigerador Einstein y otros.
1905 - papeles de Annus Mirabilis
Los artículos de Annus Mirabilis son cuatro artículos relacionados con el efecto fotoeléctrico (que dio lugar a la teoría cuántica), el movimiento browniano, la teoría especial de la relatividad y E = mc que Einstein publicó en la revista científica Annalen der Physik en 1905. Estos cuatro trabajos contribuyó sustancialmente a la base de la física moderna y cambió los puntos de vista sobre el espacio, el tiempo y la materia. Los cuatro documentos son:
| Título (traducido) | Área de enfoque | Recibido | Publicado | Significado |
|---|---|---|---|---|
| En un punto de vista heurístico sobre la producción y la transformación de la luz | Efecto fotoeléctrico | 18 de marzo | 9 de junio | Resuelto un acertijo sin resolver sugiriendo que la energía se intercambia solo en cantidades discretas (cuantos). Esta idea fue fundamental para el desarrollo temprano de la teoría cuántica. |
| Sobre el movimiento de pequeñas partículas suspendidas en un líquido estacionario, según lo requerido por la teoría molecular cinética del calor | movimiento browniano | 11 de mayo | 18 de julio | Explicó la evidencia empírica para la teoría atómica, apoyando la aplicación de la física estadística. |
| En la electrodinámica de los cuerpos en movimiento | Relatividad especial | 30 de junio | 26 de septiembre | Se reconciliaron las ecuaciones de Maxwell para la electricidad y el magnetismo con las leyes de la mecánica al introducir cambios importantes en la mecánica de la velocidad de la luz, como resultado del análisis basado en evidencia empírica de que la velocidad de la luz es independiente del movimiento del observador. Se desacreditó el concepto de un "éter luminífero". |
| ¿La inercia de un cuerpo depende de su contenido energético? | Equivalencia de materia-energía | 27 de septiembre | 21 de noviembre | Equivalencia de materia y energía, E = mc (y por implicación, la capacidad de la gravedad para "doblar" la luz), la existencia de "energía en reposo" y la base de la energía nuclear. |
Mecánica estadística
Fluctuaciones termodinámicas y física estadística
El primer trabajo de Einstein presentado en 1900 a Annalen der Physik fue sobre atracción capilar.Fue publicado en 1901 con el título "Folgerungen aus den Capillaritätserscheinungen", que se traduce como "Conclusiones de los fenómenos de capilaridad". Dos artículos que publicó en 1902-1903 (termodinámica) intentaron interpretar los fenómenos atómicos desde un punto de vista estadístico. Estos documentos fueron la base del documento de 1905 sobre el movimiento browniano, que mostró que el movimiento browniano puede interpretarse como una prueba firme de que existen moléculas. Su investigación en 1903 y 1904 se centró principalmente en el efecto del tamaño atómico finito sobre los fenómenos de difusión.
Teoría de la opalescencia crítica
Einstein volvió al problema de las fluctuaciones termodinámicas, dando un tratamiento de las variaciones de densidad en un fluido en su punto crítico. Normalmente, las fluctuaciones de densidad son controladas por la segunda derivada de la energía libre con respecto a la densidad. En el punto crítico, esta derivada es cero, lo que genera grandes fluctuaciones. El efecto de las fluctuaciones de densidad es que la luz de todas las longitudes de onda se dispersa, lo que hace que el fluido luzca de color blanco lechoso. Einstein relaciona esto con la dispersión de Rayleigh, que es lo que sucede cuando el tamaño de fluctuación es mucho menor que la longitud de onda y explica por qué el cielo es azul. Einstein derivó opalescencia crítica cuantitativa de un tratamiento de fluctuaciones de densidad y demostró cómo el efecto y La dispersión de Rayleigh tiene su origen en la constitución atomística de la materia.
Relatividad especial
Principios generales
Él articuló el principio de la relatividad. Hermann Minkowski entendió esto como una generalización de la invariancia rotacional del espacio al espacio-tiempo. Otros principios postulados por Einstein y reivindicados posteriormente son el principio de equivalencia, la covarianza general y el principio de la invarianza adiabática del número cuántico.
Teoría de la relatividad y E = mc ²
El " Zur Elektrodynamik bewegter Körper " de Einstein ("Sobre la electrodinámica de los cuerpos en movimiento") fue recibido el 30 de junio de 1905 y publicado el 26 de septiembre de ese mismo año.Concilia las ecuaciones de Maxwell para la electricidad y el magnetismo con las leyes de la mecánica, introduciendo cambios importantes en las mecánicas cercanas a la velocidad de la luz.Esto luego se conoció como la teoría especial de la relatividad de Einstein.
Las consecuencias de esto incluyen el marco de espacio-tiempo de un cuerpo en movimiento que parece disminuir la velocidad y contraerse (en la dirección del movimiento) cuando se mide en el marco del observador. Este documento también argumentó que la idea de un éter luminífero -una de las principales entidades teóricas de la física de la época- era superflua.
En su artículo sobre la equivalencia masa-energía, Einstein produjo E = mc a partir de sus ecuaciones especiales de relatividad. El trabajo de Einstein sobre la relatividad en 1905 siguió siendo controvertido durante muchos años, pero fue aceptado por los principales físicos, comenzando por Max Planck.
Relatividad general
La relatividad general y el principio de equivalencia
La relatividad general (GR) es una teoría de la gravitación desarrollada por Einstein entre 1907 y 1915. Según la relatividad general, la atracción gravitacional observada entre las masas resulta de la deformación del espacio y el tiempo de esas masas. La relatividad general se ha convertido en una herramienta esencial en la astrofísica moderna.Proporciona la base para la comprensión actual de los agujeros negros, regiones del espacio donde la atracción gravitacional es tan fuerte que ni siquiera la luz puede escapar.
Como dijo Einstein más tarde, la razón del desarrollo de la relatividad general era que la preferencia de los movimientos inerciales dentro de la relatividad especial no era satisfactoria, mientras que una teoría que desde el principio prefería no tener un estado de movimiento (incluso acelerado) debería parecer más satisfactorio. En consecuencia, en 1907 publicó un artículo sobre la aceleración bajo la relatividad especial. En ese artículo titulado "Sobre el principio de relatividad y las conclusiones extraídas de él", argumentó que la caída libre es en realidad un movimiento inercial, y que para un observador de caída libre las reglas de la relatividad especial deben aplicarse. Este argumento se llama principio de equivalencia. En el mismo artículo, Einstein también predijo el fenómeno de la dilatación del tiempo gravitacional, el desplazamiento gravitacional en rojo y la desviación de la luz.
En 1911, Einstein publicó otro artículo "Sobre la influencia de la gravitación en la propagación de la luz" que se amplía en el artículo de 1907, en el que estima la cantidad de desviación de la luz por cuerpos masivos. Por lo tanto, la predicción teórica de la relatividad general podría, por primera vez, probarse experimentalmente.
Ondas gravitacionales
En 1916, Einstein predijo ondas gravitacionales, ondulaciones en la curvatura del espacio-tiempo que se propagan como ondas, viajando hacia afuera desde la fuente, transportando energía como radiación gravitacional. La existencia de ondas gravitacionales es posible bajo la relatividad general debido a su invariancia de Lorentz que trae consigo el concepto de una velocidad finita de propagación de las interacciones físicas de la gravedad. Por el contrario, las ondas gravitatorias no pueden existir en la teoría newtoniana de la gravitación, que postula que las interacciones físicas de la gravedad se propagan a una velocidad infinita.
La primera, indirecta, detección de ondas gravitacionales se produjo en la década de 1970 a través de la observación de un par de estrellas de neutrones de órbita cercana, PSR B1913 + 16. La explicación de la descomposición en su período orbital fue que estaban emitiendo ondas gravitacionales. La predicción de Einstein se confirmó el 11 de febrero de 2016, cuando los investigadores de LIGO publicaron la primera observación de ondas gravitacionales, detectada en la Tierra el 14 de septiembre de 2015, exactamente cien años después de la predicción.
Hole argument y Entwurf theory
Mientras desarrollaba la relatividad general, Einstein se confundió acerca de la invarianza del indicador en la teoría. Formuló un argumento que lo llevó a concluir que una teoría de campo relativista general es imposible. Abandonó la búsqueda de ecuaciones de tensor completamente covariantes y buscó ecuaciones que serían invariantes bajo transformaciones lineales generales solamente.
En junio de 1913, la teoría Entwurf ("borrador") fue el resultado de estas investigaciones. Como su nombre lo indica, era un bosquejo de una teoría, menos elegante y más difícil que la relatividad general, con las ecuaciones de movimiento complementadas por condiciones adicionales de fijación del calibre. Después de más de dos años de intenso trabajo, Einstein se dio cuenta de que el argumento del agujero estaba equivocado y abandonó la teoría en noviembre de 1915.
Cosmología física
En 1917, Einstein aplicó la teoría general de la relatividad a la estructura del universo como un todo.Descubrió que las ecuaciones de campo generales predecían un universo que era dinámico, ya sea contrayéndose o expandiéndose. Como la evidencia observacional para un universo dinámico no se conocía en ese momento, Einstein introdujo un nuevo término, la constante cosmológica, a las ecuaciones de campo, para permitir que la teoría pronostique un universo estático. Las ecuaciones de campo modificadas predijeron un universo estático de curvatura cerrada, de acuerdo con la comprensión de Einstein del principio de Mach en estos años. Este modelo se hizo conocido como el Mundo Einstein o el universo estático de Einstein.
Tras el descubrimiento de la recesión de las nebulosas por Edwin Hubble en 1929, Einstein abandonó su modelo estático del universo y propuso dos modelos dinámicos del cosmos, el universo Friedmann-Einstein de 1931 y el universo Einstein-de Sitter de 1932. En cada uno de estos modelos, Einstein descartó la constante cosmológica, alegando que era "en cualquier caso teóricamente insatisfactoria".
En muchas biografías de Einstein, se afirma que Einstein se refirió a la constante cosmológica en años posteriores como su "mayor error". El astrofísico Mario Livio recientemente ha puesto en duda esta afirmación, sugiriendo que puede ser exagerada.
A finales de 2013, un equipo dirigido por el físico irlandés Cormac O'Raifeartaigh descubrió evidencia de que, poco después de enterarse de las observaciones del Hubble sobre la recesión de las nebulosas, Einstein consideró un modelo de estado estacionario del universo. En un manuscrito hasta ahora pasado por alto, aparentemente escrito a principios de 1931, Einstein exploró un modelo del universo en expansión en el que la densidad de la materia permanece constante debido a una creación continua de materia, un proceso que asoció con la constante cosmológica. Como afirmó en el documento, "A continuación, me gustaría llamar la atención sobre una solución a la ecuación (1) que puede explicar los hechos de Hubbel [ sic ], y en la que la densidad es constante en el tiempo" ... " Si uno considera un volumen físicamente limitado, las partículas de materia lo dejarán continuamente. Para que la densidad permanezca constante, nuevas partículas de materia deben formarse continuamente en el volumen del espacio ".
Por lo tanto, parece que Einstein consideró un modelo de estado estacionario del universo en expansión muchos años antes de Hoyle, Bondi y Gold. Sin embargo, el modelo de estado estacionario de Einstein contenía un defecto fundamental y rápidamente abandonó la idea.
Pseudotensor de momento de energía
La relatividad general incluye un espaciotiempo dinámico, por lo que es difícil ver cómo identificar la energía conservada y el momento. El teorema de Noether permite que estas cantidades se determinen a partir de un lagrangiano con invarianza de traducción, pero la covarianza general hace que la invarianza de traducción sea algo así como una simetría de calibre. La energía y el impulso derivados de la relatividad general por las prescripciones de Noether no son un verdadero tensor por esta razón.
Einstein argumentó que esto es cierto por razones fundamentales, porque el campo gravitatorio podría desaparecer por una elección de coordenadas. Sostuvo que el pseudotensor de energía no covariante de momento fue, de hecho, la mejor descripción de la distribución de momento de energía en un campo gravitacional. Este enfoque ha sido repetido por Lev Landau y Evgeny Lifshitz, y otros, y se ha convertido en estándar.
El uso de objetos no covariantes como pseudotensores fue muy criticado en 1917 por Erwin Schrödinger y otros.
Wormholes
En 1935, Einstein colaboró con Nathan Rosen para producir un modelo de un agujero de gusano, a menudo llamado puentes Einstein-Rosen. Su motivación fue modelar las partículas elementales con carga como una solución de ecuaciones de campos gravitacionales, en línea con el programa descrito en el documento "¿Los campos gravitacionales juegan un papel importante en la constitución de las partículas elementales?". Estas soluciones cortan y pegan agujeros negros de Schwarzschild para hacer un puente entre dos parches.
Si un extremo de un agujero de gusano estaba cargado positivamente, el otro extremo estaría cargado negativamente. Estas propiedades llevaron a Einstein a creer que los pares de partículas y antipartículas podrían describirse de esta manera.
Teoría de Einstein-Cartan
Con el fin de incorporar partículas de punto de giro a la relatividad general, la conexión afín necesitaba ser generalizada para incluir una parte antisimétrica, llamada torsión. Esta modificación fue hecha por Einstein y Cartan en la década de 1920.
Ecuaciones de movimiento
La teoría de la relatividad general tiene una ley fundamental: las ecuaciones de Einstein que describen cómo las curvas espaciales, la ecuación geodésica que describe cómo se mueven las partículas, puede derivarse de las ecuaciones de Einstein.
Dado que las ecuaciones de la relatividad general no son lineales, una masa de energía hecha de campos gravitacionales puros, como un agujero negro, se movería en una trayectoria que está determinada por las ecuaciones de Einstein mismas, no por una nueva ley. Entonces Einstein propuso que el camino de una solución singular, como un agujero negro, se determinaría como una geodésica de la relatividad general en sí misma.
Esto fue establecido por Einstein, Infeld y Hoffmann para objetos puntuales sin momento angular, y por Roy Kerr para girar objetos.
Vieja teoría cuántica
Fotones y energía quanta
En un artículo de 1905, Einstein postuló que la luz en sí misma consiste en partículas localizadas ( cuantos ). Los cuantos de luz de Einstein fueron casi universalmente rechazados por todos los físicos, incluidos Max Planck y Niels Bohr. Esta idea solo se aceptó universalmente en 1919, con los experimentos detallados de Robert Millikan sobre el efecto fotoeléctrico y con la medición de la dispersión de Compton.
Einstein concluyó que cada onda de frecuencia f está asociada con una colección de fotones con energía hf cada uno, donde hes la constante de Planck. No dice mucho más, porque no está seguro de cómo las partículas están relacionadas con la ola. Pero sí sugiere que esta idea explicaría ciertos resultados experimentales, especialmente el efecto fotoeléctrico.
Vibraciones atómicas cuantificadas
En 1907, Einstein propuso un modelo de materia donde cada átomo en una estructura de celosía es un oscilador armónico independiente. En el modelo de Einstein, cada átomo oscila de forma independiente, una serie de estados cuantificados equidistantes para cada oscilador. Einstein era consciente de que obtener la frecuencia de las oscilaciones reales sería difícil, pero, sin embargo, propuso esta teoría porque era una demostración particularmente clara de que la mecánica cuántica podía resolver el problema específico del calor en la mecánica clásica. Peter Debye refinó este modelo.
Principio adiabático y variables de ángulo de acción
A lo largo de la década de 1910, la mecánica cuántica se expandió en su alcance para abarcar muchos sistemas diferentes. Después de que Ernest Rutherford descubriera el núcleo y propusiera que los electrones orbitan como planetas, Niels Bohr pudo demostrar que los mismos postulados mecánicos cuánticos introducidos por Planck y desarrollados por Einstein explicarían el movimiento discreto de los electrones en los átomos, y la tabla periódica de los elementos .
Einstein contribuyó a estos desarrollos vinculándolos con los argumentos de 1898 que Wilhelm Wien había hecho. Wien había demostrado que la hipótesis de la invariancia adiabática de un estado de equilibrio térmico permite que todas las curvas de cuerpo negro a diferentes temperaturas puedan derivarse una de la otra mediante un simple proceso de desplazamiento.Einstein notó en 1911 que el mismo principio adiabático muestra que la cantidad que se cuantifica en cualquier movimiento mecánico debe ser un invariante adiabático. Arnold Sommerfeld identificó esta invariante adiabática como la variable de acción de la mecánica clásica.
Estadísticas de Bose-Einstein
En 1924, Einstein recibió una descripción de un modelo estadístico del físico indio Satyendra Nath Bose, basado en un método de conteo que suponía que la luz podía entenderse como un gas de partículas indistinguibles. Einstein notó que las estadísticas de Bose se aplicaban a algunos átomos así como a las partículas de luz propuestas, y envió su traducción del documento de Bose al Zeitschrift für Physik . Einstein también publicó sus propios artículos que describen el modelo y sus implicaciones, entre ellos el fenómeno de condensación de Bose-Einstein de que algunas partículas deberían aparecer a temperaturas muy bajas. No fue sino hasta 1995 que el primer condensado de ese tipo fue producido experimentalmente por Eric Allin Cornell y Carl Wieman utilizando un equipo de ultra refrigeración construido en el laboratorio NIST-JILA de la Universidad de Colorado en Boulder. Las estadísticas de Bose-Einstein ahora se usan para describir los comportamientos de cualquier conjunto de bosones. Los bocetos de Einstein para este proyecto se pueden ver en el Archivo de Einstein en la biblioteca de la Universidad de Leiden.
Dualidad onda-partícula
Aunque la oficina de patentes promovió a Einstein a Technical Examiner Second Class en 1906, no había abandonado la academia. En 1908, se convirtió en Privado en la Universidad de Berna. En " Über die Entwicklung unserer Anschauungen über das Wesen und die Konstitution der Strahlung " ("El desarrollo de nuestras visiones sobre la composición y la esencia de la radiación"), sobre la cuantificación de la luz, y en un documento anterior de 1909, Einstein mostró que Max Los cuantos de energía de Planck deben tener momentos bien definidos y actuar en algunos aspectos como partículas independientes, puntuales.Este documento introdujo el concepto de fotón (aunque el nombre de fotón fue introducido más tarde por Gilbert N. Lewis en 1926) e inspiró la noción de dualidad onda-partícula en la mecánica cuántica. Einstein vio esta dualidad onda-partícula en la radiación como evidencia concreta de su convicción de que la física necesitaba una base nueva y unificada.
Energía de punto cero
En una serie de trabajos completados desde 1911 hasta 1913, Planck reformuló su teoría cuántica de 1900 e introdujo la idea de energía de punto cero en su "segunda teoría cuántica". Pronto, esta idea atrajo la atención de Einstein y su asistente Otto Stern.Suponiendo que la energía de las moléculas diatómicas rotatorias contiene energía de punto cero, entonces compararon el calor teórico específico del gas de hidrógeno con los datos experimentales. Los números coinciden muy bien. Sin embargo, después de publicar los hallazgos, rápidamente retiraron su apoyo, porque ya no tenían confianza en la exactitud de la idea de energía de punto cero.
Emision estimulada
En 1917, en el apogeo de su trabajo sobre la relatividad, Einstein publicó un artículo en Physikalische Zeitschrift que proponía la posibilidad de emisión estimulada, el proceso físico que hace posible el maser y el láser. Este artículo mostró que las estadísticas de absorción y emisión de luz solo serían consistentes con la ley de distribución de Planck si la emisión de luz a un modo con n fotones se mejorara estadísticamente en comparación con la emisión de luz a un modo vacío. Este documento fue enormemente influyente en el desarrollo posterior de la mecánica cuántica, porque fue el primer documento que demostró que las estadísticas de las transiciones atómicas tenían leyes simples.
Olas de materia
Einstein descubrió el trabajo de Louis de Broglie y apoyó sus ideas, que fueron recibidas con escepticismo al principio. En otro artículo importante de esta época, Einstein dio una ecuación de onda para las ondas de De Broglie, que Einstein sugirió que era la ecuación de mecánica de Hamilton-Jacobi. Este documento inspiraría el trabajo de Schrödinger de 1926.
Mecánica cuántica
Las objeciones de Einstein a la mecánica cuántica
Einstein estaba disgustado con la mecánica cuántica moderna, ya que había evolucionado después de 1925. Contrariamente a la creencia popular, sus dudas no se debieron a la convicción de que Dios "no está jugando a los dados".De hecho, fue el propio Einstein, en su artículo de 1917 que propuso la posibilidad de emisión estimulada, quien propuso por primera vez el papel fundamental del azar en la explicación de los procesos cuánticos. Más bien, se opuso a lo que la mecánica cuántica implica sobre la naturaleza de la realidad. Einstein creía que existe una realidad física independiente de nuestra capacidad de observarla. En contraste, Bohr y sus seguidores sostuvieron que todo lo que podemos saber son los resultados de las mediciones y observaciones, y que no tiene sentido especular sobre una realidad última que existe más allá de nuestras percepciones.
Bohr versus Einstein
Los debates de Bohr-Einstein fueron una serie de disputas públicas acerca de la mecánica cuántica entre Einstein y Niels Bohr, que fueron dos de sus fundadores. Sus debates son recordados por su importancia para la filosofía de la ciencia. Sus debates influirían en las interpretaciones posteriores de la mecánica cuántica.
Paradoja de Einstein-Podolsky-Rosen
En 1935, Einstein volvió a la cuestión de la mecánica cuántica en el "documento EPR". En un experimento mental, consideró dos partículas que habían interactuado de forma tal que sus propiedades estaban fuertemente correlacionadas. No importa cuán lejos se separaran las dos partículas, una medición de posición precisa en una partícula daría como resultado un conocimiento igualmente preciso de la posición de la otra partícula; asimismo, una medición precisa del momento de una partícula daría como resultado un conocimiento igualmente preciso del momento de la otra partícula, sin necesidad de perturbar a la otra partícula de ninguna manera.
Dado el concepto de realismo local de Einstein, había dos posibilidades: (1) la otra partícula ya tenía estas propiedades determinadas, o (2) el proceso de medición de la primera partícula afectaba instantáneamente a la realidad de la posición y momento de la segunda partícula. Einstein rechazó esta segunda posibilidad (popularmente llamada "acción espeluznante a distancia").
Este principio destiló la esencia de la objeción de Einstein a la mecánica cuántica. Como principio físico, se demostró que era incorrecto cuando el experimento Aspect de 1982 confirmó el teorema de Bell, que JS Bell había delineado en 1964. Los resultados de estos y posteriores experimentos demuestran que la física cuántica no puede representarse con ninguna versión de la imagen clásica de la física
Aunque Einstein estaba equivocado, su clara predicción de las propiedades inusuales de estados cuánticos enredados ha resultado en que el documento EPR se convierta en uno de los diez mejores artículos publicados en Physical Review. Se considera una pieza central del desarrollo de la teoría de la información cuántica.
Teoría unificada del campo
Después de su investigación sobre la relatividad general, Einstein entró en una serie de intentos para generalizar su teoría geométrica de la gravitación para incluir el electromagnetismo como otro aspecto de una sola entidad. En 1950, describió su "teoría del campo unificado" en un Scientific Americanartículo titulado "Sobre la Teoría Generalizada de la Gravitación". Aunque siguió siendo elogiado por su trabajo, Einstein se aisló cada vez más en su investigación, y sus esfuerzos finalmente no tuvieron éxito. En su búsqueda de la unificación de las fuerzas fundamentales, Einstein ignoró algunos desarrollos de la corriente principal en la física, sobre todo las fuerzas nucleares fuertes y débiles, que no fueron bien comprendidas hasta muchos años después de su muerte. La física convencional, a su vez, ignoró en gran medida los enfoques de Einstein hacia la unificación. El sueño de Einstein de unificar otras leyes de la física con la gravedad motiva las búsquedas modernas de una teoría del todo y, en particular, la teoría de cuerdas, donde los campos geométricos emergen en un entorno unificado de mecánica cuántica.
Otras investigaciones
Einstein llevó a cabo otras investigaciones que fueron infructuosas y abandonadas. Estos pertenecen a la fuerza, la superconductividad y otras investigaciones.
Colaboración con otros científicos
Además de los colaboradores de toda la vida Leopold Infeld, Nathan Rosen, Peter Bergmann y otros, Einstein también tuvo colaboraciones de una sola vez con varios científicos.
Experimento de Einstein-de Haas
Einstein y De Haas demostraron que la magnetización se debe al movimiento de los electrones, que hoy en día se conoce como el giro. Para mostrar esto, invirtieron la magnetización en una barra de hierro suspendida de un péndulo de torsión. Confirmaron que esto hace que la barra gire, porque el momento angular del electrón cambia a medida que cambia la magnetización. Este experimento debe ser sensible, porque el momento angular asociado con los electrones es pequeño, pero establece definitivamente que el movimiento de electrones de algún tipo es responsable de la magnetización.
Modelo de gas Schrödinger
Einstein le sugirió a Erwin Schrödinger que podría reproducir las estadísticas de un gas Bose-Einstein considerando una caja. Luego, para cada posible movimiento cuántico de una partícula en una caja, asocia un oscilador armónico independiente. Al cuantificar estos osciladores, cada nivel tendrá un número de ocupación entero, que será el número de partículas en él.
Esta formulación es una forma de segunda cuantificación, pero es anterior a la mecánica cuántica moderna. Erwin Schrödinger lo aplicó para derivar las propiedades termodinámicas de un gas ideal semiclásico. Schrödinger instó a Einstein a agregar su nombre como coautor, aunque Einstein rechazó la invitación.
Refrigerador de Einstein
En 1926, Einstein y su antiguo alumno Leó Szilárd inventaron (y en 1930, patentaron) el refrigerador Einstein. Este refrigerador de absorción fue entonces revolucionario por no tener partes móviles y usar solo calor como entrada. El 11 de noviembre de 1930, la patente estadounidense 1.781.541 fue otorgada a Einstein y Leó Szilárd por el refrigerador. Su invención no se puso inmediatamente en producción comercial, y las más prometedoras de sus patentes fueron adquiridas por la empresa sueca Electrolux.
Legado no científico
Mientras viajaba, Einstein escribió diariamente a su esposa Elsa y adoptó hijastras Margot e Ilse. Las cartas fueron incluidas en los documentos legados a la Universidad Hebrea. Margot Einstein permitió que las cartas personales se pusieran a disposición del público, pero solicitó que no se hiciera hasta veinte años después de su muerte (ella murió en 1986). Einstein había expresado su interés en la profesión de plomería y fue nombrado miembro honorario de la Unión de Fontaneros y Steamfitters. Barbara Wolff, de los Archivos Albert Einstein de la Universidad Hebrea, le dijo a la BBC que hay alrededor de 3.500 páginas de correspondencia privada escritas entre 1912 y 1955.
Corbis, sucesor de The Roger Richman Agency, autoriza el uso de su nombre y las imágenes asociadas como agente de la universidad.
En la cultura popular
En el período anterior a la Segunda Guerra Mundial, The New Yorker publicó una viñeta en su artículo "The Talk of the Town" diciendo que Einstein era tan famoso en Estados Unidos que la gente lo iba a detener en la calle pidiéndole que explicara "esa teoría ". Finalmente descubrió una forma de manejar las investigaciones incesantes. Le dijo a sus investigadores "Perdóneme, lo siento! Siempre me confunden con el profesor Einstein".
Einstein ha sido el tema o la inspiración de muchas novelas, películas, obras de teatro y obras de música. Es un modelo favorito para las representaciones de científicos locos y profesores distraídos; su rostro expresivo y su distintivo peinado han sido ampliamente copiados y exagerados.Frederic Golden, de la revista Time , escribió que Einstein era "el sueño de un dibujante hecho realidad".
Las citas son falsamente atribuidas a él.
Premios y honores
Einstein recibió numerosos premios y honores y en 1922 fue galardonado con el Premio Nobel de Física de 1921 "por sus servicios a la Física Teórica, y especialmente por su descubrimiento de la ley del efecto fotoeléctrico". Ninguna de las nominaciones en 1921 cumplió con los criterios establecidos por Alfred Nobel, por lo que el premio de 1921 fue llevado adelante y otorgado a Einstein en 1922.
Obtenido de: Albert_Einstein