Potret Albert Einstein sekitar tahun 1939.
(Imej: © MPI / Getty Images)
Albert Einstein sering disebut sebagai salah seorang saintis paling berpengaruh pada abad ke-20. Karyanya terus membantu ahli astronomi mengkaji segala-galanya dari gelombang graviti hingga ke orbit Mercury.
Persamaan saintis yang membantu menjelaskan relativiti khas - E = mc ^ 2 - terkenal walaupun di antara mereka yang tidak memahami fiziknya yang mendasarinya. Einstein juga terkenal dengan teorinya mengenai relativiti umum (penjelasan tentang graviti), dan kesan fotolistrik (yang menjelaskan tingkah laku elektron dalam keadaan tertentu); karyanya pada yang terakhir memperolehnya Hadiah Nobel dalam Fizik pada tahun 1921.
Einstein juga berusaha sia-sia untuk menyatukan semua kekuatan alam semesta dalam satu teori, atau teori segalanya, yang masih dikerjakannya pada saat kematiannya.
Tahun-tahun awal
Einstein dilahirkan pada 14 Mac 1879, di Ulm, Jerman, sebuah bandar yang pada hari ini mempunyai penduduk lebih dari 120,000. Terdapat sebuah plak peringatan kecil di mana rumahnya dulu berdiri (ia musnah semasa Perang Dunia II). Keluarga itu pindah ke Munich sejurus selepas kelahirannya, dan kemudian ke Itali ketika ayahnya menghadapi masalah menjalankan perniagaannya sendiri. Ayah Einstein, Hermann, menjalankan kilang elektrokimia dan ibunya Pauline menjaga Albert dan adik perempuannya, Maria.
Einstein akan menulis dalam memoarnya bahawa dua "keajaiban" sangat mempengaruhi tahun-tahun awalnya, menurut Hans-Josef Küpper, seorang sarjana Albert Einstein. Einstein muda menemui keajaiban pertamanya - kompas - pada usia 5 tahun: Dia merasa hairan daya yang tidak kelihatan boleh memesongkan jarum. Ini akan menyebabkan daya tarik seumur hidup dengan kekuatan yang tidak dapat dilihat. Keajaiban kedua muncul pada usia 12 ketika dia menjumpai sebuah buku geometri, yang disembahnya, menyebutnya sebagai "buku geometri suci."
Bertentangan dengan kepercayaan popular, Albert muda adalah seorang pelajar yang baik. Dia cemerlang dalam bidang fizik dan matematik, tetapi merupakan murid yang lebih "sederhana" dalam mata pelajaran lain, tulis Küpper di laman webnya. Walau bagaimanapun, Einstein memberontak terhadap sikap otoriter beberapa gurunya dan berhenti sekolah pada usia 16 tahun. Dia kemudian mengambil peperiksaan masuk untuk Sekolah Politeknik Persekutuan Switzerland di Zurich, dan sementara persembahannya dalam fizik dan matematik sangat baik, markahnya di kawasan lain berada di bawah standar, dan dia tidak lulus dalam peperiksaan. Ahli fizik yang bercita-cita mengambil kursus tambahan untuk menutup jurang pengetahuannya, dan dimasukkan ke Politeknik Swiss pada tahun 1896, dan pada tahun 1901 menerima diploma untuk mengajar fizik dan matematik.
Namun, Einstein tidak dapat menemukan posisi mengajar, dan mulai bekerja di sebuah pejabat paten Bern pada tahun 1901, menurut biografi Hadiah Nobelnya. Ketika di sana, di antara menganalisis permohonan paten, dia mengembangkan karyanya dalam relativiti khas dan bidang fizik lain yang kemudian membuatnya terkenal.
Einstein mengahwini Mileva Maric, cinta lama dari Zurich, pada tahun 1903. Anak-anak mereka, Hans Albert dan Eduard, dilahirkan pada tahun 1904 dan 1910. (Nasib seorang anak yang dilahirkan oleh mereka pada tahun 1902 sebelum perkahwinan mereka, Lieserl, tidak diketahui .) Einstein bercerai dengan Maric pada tahun 1919 dan tidak lama selepas berkahwin dengan Elsa Löwenthal. Löwenthal meninggal pada tahun 1933.
Sorotan kerjaya
Kerjaya Einstein menghantarnya ke pelbagai negara. Dia memperoleh gelar doktor dari University of Zurich pada tahun 1905, dan kemudiannya mengambil jawatan profesor di Zurich (1909), Prague (1911) dan Zurich lagi (1912). Seterusnya, dia berpindah ke Berlin untuk menjadi pengarah Institut Fizikal Kaiser Wilhelm dan seorang profesor di University of Berlin (1914). Dia juga menjadi warganegara Jerman.
A pengesahan utama karya Einstein datang pada tahun 1919, ketika Sir Arthur Eddington, setiausaha Royal Astronomical Society, mengetuai ekspedisi ke Afrika yang mengukur kedudukan bintang semasa gerhana matahari total. Kumpulan tersebut mendapati bahawa kedudukan bintang-bintang berubah kerana lenturan cahaya mengelilingi matahari. (Pada tahun 2008, sebuah produksi BBC / HBO menggerakkan cerita dalam "Einstein dan Eddington.")
Einstein kekal di Jerman hingga tahun 1933, ketika diktator Adolf Hitler berkuasa. Ahli fizik itu kemudian melepaskan kewarganegaraan Jermannya dan berpindah ke Amerika Syarikat untuk menjadi profesor fizik teori di Princeton. Dia menjadi warganegara A.S. pada tahun 1940 dan bersara pada tahun 1945.
Einstein kekal aktif dalam komuniti fizik sepanjang tahun-tahun terakhirnya. Pada tahun 1939, dia terkenal menulis surat kepada Presiden Franklin D. Roosevelt memberi amaran bahawa uranium boleh digunakan untuk bom atom.
Lewat dalam kehidupan Einstein, dia terlibat dalam siri debat peribadi dengan ahli fizik Niels Bohr mengenai kesahan teori kuantum. Teori Bohr berlaku pada hari itu, dan Einstein kemudiannya memasukkan teori kuantum dalam pengiraannya sendiri.
Otak Einstein
Einstein meninggal dunia akibat aneurisma aorta pada 18 April 1955. Saluran darah pecah di dekat jantungnya, menurut American Museum of Natural History (AMNH). Ketika ditanya adakah dia ingin menjalani pembedahan, Einstein menolak. "Saya mahu pergi ketika saya mahu pergi," katanya. "Tidak ada hambar untuk memperpanjang hidup secara artifisial. Saya telah melakukan tugas saya; sudah waktunya untuk pergi. Saya akan melakukannya dengan elegan."
Mayat Einstein - sebahagian besarnya - dikremasi; abunya tersebar di lokasi yang tidak didedahkan, menurut AMNH. Walau bagaimanapun, seorang doktor di Princeton Hospital, Thomas Harvey, telah melakukan autopsi, nampaknya tanpa izin, dan mengeluarkan otak dan bola mata Einstein, menurut Matt Blitz, yang menulis mengenai otak Einstein di ruangan 2015 untuk Hari Ini Saya Berjumpa.
Harvey memotong ratusan bahagian tipis tisu otak untuk diletakkan di slaid mikroskop, dan mengambil 14 foto otak dari beberapa sudut. Dia mengambil tisu otak, slaid dan gambar bersamanya ketika dia pindah ke Wichita, Kansas, di mana dia adalah penyelia perubatan di makmal ujian biologi. [Galeri Gambar: Otak Einstein]
Selama 30 tahun akan datang, Harvey menghantar beberapa slaid kepada penyelidik lain yang meminta mereka, tetapi menyimpan otak yang lain di dalam dua balang kaca, kadang-kadang di dalam kotak sari di bawah penyejuk bir. Kisah otak Einstein dilupakan hingga tahun 1985, ketika Harvey dan rakan-rakannya menerbitkan hasil kajian mereka dalam jurnal itu Neurologi Eksperimental..
Harvey gagal dalam ujian kecekapan pada tahun 1988, dan lesen perubatannya dibatalkan, tulis Blitz. Harvey akhirnya menyumbangkan otak itu ke Princeton Hospital, di mana perjalanan otak telah dimulakan. Harvey meninggal dunia pada tahun 2007.Potongan otak Einstein kini berada di Muzium Mütter di Philadelphia.
Apa kajian yang dijumpai
Pengarang kajian Harvey tahun 1985 melaporkan bahawa otak Einstein mempunyai jumlah sel glial yang lebih tinggi (yang menyokong dan melindungi sistem saraf) per neuron (sel saraf) daripada otak lain yang mereka periksa. Mereka menyimpulkan bahawa itu mungkin menunjukkan bahawa neuron mempunyai keperluan metabolik yang lebih tinggi - dengan kata lain, sel-sel otak Einstein memerlukan dan menggunakan lebih banyak tenaga, sebab itulah dia mempunyai kemampuan berfikir dan kemahiran konseptual yang begitu maju.
Walau bagaimanapun, penyelidik lain telah menunjukkan beberapa masalah dengan kajian itu, menurut Eric H. Chudler, ahli sains saraf di University of Washington. Pertama, misalnya, otak lain yang digunakan dalam kajian ini semuanya lebih muda dari otak Einstein. Kedua, "kumpulan eksperimen" hanya mempunyai satu subjek - Einstein. Kajian tambahan diperlukan untuk melihat apakah perbezaan anatomi ini terdapat pada orang lain. Dan ketiga, hanya sebahagian kecil otak Einstein yang dikaji.
Kajian lain, yang diterbitkan pada tahun 1996 dalam jurnal Huruf Neurosains, mendapati bahawa otak Einstein beratnya hanya 1.230 gram, yang kurang daripada otak lelaki dewasa rata-rata (kira-kira 1.400 g). Juga, korteks serebrum saintis lebih kurus daripada lima otak kawalan, tetapi ketumpatan neuron lebih tinggi.
Satu kajian yang diterbitkan pada tahun 2012 dalam jurnal Brain mendedahkan bahawa otak Einstein mempunyai lipatan tambahan dalam perkara kelabu, laman web pemikiran sedar. Khususnya, lobus frontal, wilayah yang terikat dengan pemikiran dan perencanaan abstrak, telah dilipat secara luar biasa.
Warisan saintifik Einstein
Warisan Einstein dalam fizik adalah penting. Berikut adalah beberapa prinsip saintifik utama yang dipeloporinya:
Teori relativiti khas: Einstein menunjukkan bahawa undang-undang fizikal adalah serupa untuk semua pemerhati, asalkan tidak dipercepat. Walau bagaimanapun kelajuan cahaya dalam keadaan hampa selalu sama, tidak kira pada kelajuan apa yang dilalui oleh pemerhati. Karya ini menyebabkan dia sedar bahawa ruang dan waktu dihubungkan dengan apa yang sekarang kita sebut ruang-waktu. Jadi, peristiwa yang dilihat oleh seorang pemerhati juga dapat dilihat pada waktu yang berbeza oleh pemerhati yang lain.
Teori relativiti umum: Ini adalah penyusunan ulang hukum gravitasi. Pada tahun 1600-an, Newton merumuskan tiga undang-undang gerakan, di antaranya menggariskan bagaimana graviti berfungsi antara dua badan. Kekuatan di antara mereka bergantung pada seberapa besar setiap objek, dan sejauh mana jarak objek. Einstein menetapkan bahawa ketika memikirkan ruang-waktu, objek besar menyebabkan gangguan pada ruang-waktu (seperti meletakkan bola berat di trampolin). Graviti diberikan ketika objek lain jatuh ke dalam "sumur" yang diciptakan oleh penyelewengan dalam ruang-waktu, seperti guli yang bergerak ke arah bola besar. Relativiti umum lulus ujian besar baru-baru ini pada tahun 2019 dalam eksperimen melibatkan lubang hitam supermasif di pusat Bima Sakti.
Kesan fotolistrik: Karya Einstein pada tahun 1905 mengusulkan agar cahaya dianggap sebagai aliran zarah (foton) dan bukan hanya satu gelombang, seperti yang biasa difikirkan pada waktu itu. Hasil kerjanya membantu menguraikan hasil penasaran yang sebelum ini tidak dapat dijelaskan oleh saintis.
Teori bidang bersatu: Einstein menghabiskan banyak masa kemudiannya untuk mencuba bidang elektromagnetisme dan graviti. Dia tidak berjaya, tetapi mungkin telah mendahului masanya. Ahli fizik lain masih mengusahakan masalah ini.
Warisan Einstein untuk astronomi
Terdapat banyak aplikasi karya Einstein, tetapi berikut adalah beberapa aplikasi astronomi yang paling terkenal:
Gelombang graviti: Pada tahun 2016, Observatorium Gelombang-Gelombang Interferometer Laser (LIGO) mengesan riak ruang-waktu - atau dikenali sebagai gelombang graviti - yang berlaku setelah lubang hitam bertembung kira-kira 1.4 bilion tahun cahaya dari Bumi. LIGO juga membuat pengesanan awal gelombang graviti pada tahun 2015, satu abad setelah Einstein meramalkan adanya riak ini. Gelombang adalah aspek teori relativiti umum Einstein.
Orbit Merkuri: Merkuri adalah planet kecil yang mengorbit dekat dengan objek yang sangat besar berbanding ukurannya - matahari. Orbitnya tidak dapat dipahami sehingga relativiti umum menunjukkan bahawa kelengkungan ruang-waktu mempengaruhi pergerakan Mercury dan mengubah orbitnya. Ada kemungkinan kecil bahwa selama berbilion tahun, Mercury dapat dikeluarkan dari sistem suria kita akibat perubahan ini (dengan peluang yang lebih kecil lagi sehingga dapat bertembung dengan Bumi).
Lensa graviti: Ini adalah fenomena di mana objek besar (seperti kelompok galaksi atau lubang hitam) membengkokkan cahaya di sekelilingnya. Ahli astronomi yang melihat kawasan itu melalui teleskop kemudian dapat melihat objek tepat di belakang objek besar itu, kerana cahaya membengkok. Contoh terkenal ialah Einstein's Cross, sebuah quasar di buruj Pegasus: Sebuah galaksi kira-kira 400 juta tahun cahaya membengkokkan cahaya quasar sehingga muncul empat kali di sekitar galaksi.
Lubang hitam: Pada bulan April 2019, teleskop Event Horizon menunjukkan yang pertama gambar lubang hitam. Foto-foto itu sekali lagi mengesahkan beberapa aspek relativiti umum, termasuk tidak hanya lubang hitam yang ada, tetapi juga bahawa mereka mempunyai cakrawala peristiwa bulat - titik di mana tidak ada yang dapat melarikan diri, bahkan cahaya.
Sumber tambahan:
- Cari jawapan untuk soalan yang sering ditanya mengenai Albert Einstein di laman web Hadiah Nobel.
- Balik versi digital Manuskrip Einstein yang diterbitkan dan tidak diterbitkan di Einstein Archives Online.
- Belajar tentang Peringatan Einstein di bangunan National Academy of Sciences di Washington, D.C.
