Inhoud
- De beroemde formulering
- Algemene relativiteitstheorie
- De absolute aard van het licht
- Andere belangrijke prestaties
Vanaf 1905, het jaar waarin hij promoveerde, tot in de jaren 1920, deed Albert Einstein een reeks ontdekkingen en formuleringen die het begrip van de mensheid van tijd, materie en de grondslagen van de realiteit fundamenteel veranderde. Hoewel Einstein zijn latere decennia wijdde aan politiek activisme, verdiende zijn opmerkelijkste wetenschappelijke doorbraken hem een permanente plaats in de annalen van de geschiedenis en bracht hij de ontwikkeling van geheel nieuwe vakgebieden voort.
De beroemde formulering
Ongetwijfeld de beroemdste en meest herkenbare wetenschappelijke formule aller tijden, verscheen E = mc ^ 2 in Einstein's 'Speciale relativiteitstheorie', voor het eerst gepubliceerd in 1905. De formule laat zien hoe de massa van een object is afgeleid van de verdeling van zijn kinetische energie door het vierkant van de snelheid van het licht. De baanbrekende conclusie van de formule presenteert energie en massa als uitwisselbare entiteiten en verenigt drie schijnbaar verschillende natuurlijke elementen. De vergelijking heeft ingrijpende implicaties voor de ontwikkeling van nieuwe energiebronnen en laat zien hoe de druk en warmte in het hart van de zon massa direct in energie omzetten.
Algemene relativiteitstheorie
Einstein's "Algemene Relativiteitstheorie", gepubliceerd in 1915, ging verder waar "Speciale Relativiteitstheorie" ophield. De onderliggende notie van algemene relativiteitstheorie ontwikkelt zich door de opname van versnelling in de vorige theorie. Het belangrijkste aspect van algemene relativiteitstheorie beschrijft de vervorming die massieve objecten worden weergegeven op ruimtetijd. Deze vervorming trekt kleinere objecten naar de grotere, wat het bestaan van zwaartekracht verklaart. De presentatie van ruimtetijd als kneedbaar betekent dat tijd zelf geen constante is.Einsteins algemene relativiteitstheorie heeft bevestiging gekregen van waargenomen fenomeen, zoals zwaartekrachtlenzen en veranderingen in de baan van Mercurius. Algemene relativiteitstheorie bevat ook de eerste implicaties van donkere materie. Een fout opgemerkt door Einstein en zijn collega Willem de Sitter droeg bij tot de ontdekking van donkere materie in Jan Oorts observaties van stellaire bewegingen.
De absolute aard van het licht
Einsteins relativiteitstheorieën hangen grotendeels af van zijn idee van de snelheid van het licht als absoluut. Voordien hield conventionele kennis in dat ruimte en tijd de absolute concepten dienden waarop de fysica was gebaseerd. Einstein stelde dat de snelheid van het licht onder alle omstandigheden hetzelfde blijft, zelfs in een vacuüm, en nooit kan toenemen. Een object dat bijvoorbeeld met de snelheid van het licht wordt geslingerd door een voertuig dat met dezelfde snelheid beweegt, zou niet voorbij het voertuig komen. Einstein presenteerde ook licht als een verzameling deeltjes, in plaats van een golf. Deze theorie, die Einstein de Nobelprijs voor natuurkunde van 1921 won, heeft bijgedragen aan de ontwikkeling van de kwantumfysica.
Andere belangrijke prestaties
In een paper uit 1905 presenteerde Einstein een vergelijking die de willekeurige bewegingen van deeltjes, bekend als Brownse beweging, verklaarde als gevolg van botsingen met tot nu toe onbekende moleculen, die de basis vormden voor de deeltjestheorie. In 1910 publiceerde Einstein een paper over kritische opalescentie, waarin het fenomeen van lichtverspreiding wordt uitgelegd dat de lucht zijn kleur geeft. In 1924 trok Einstein implicaties uit de theorie van Satyendra Bose over de samenstelling van licht om de structuur van atomen te verklaren. De zogenaamde Bose-Einstein-statistiek geeft nu inzicht in de assemblage van bosondeeltjes.