Albert Einstein è spesso citato come uno degli scienziati più influenti del 20 ° secolo. Il suo lavoro continua ad aiutare gli astronomi a studiare tutto, dalle onde gravitazionali all’orbita di Mercurio.
L’equazione dello scienziato che ha contribuito a spiegare la relatività speciale – E = mc^2 – è famosa anche tra coloro che non capiscono la sua fisica sottostante., Einstein è anche noto per la sua teoria della relatività generale (una spiegazione della gravità) e l’effetto fotoelettrico (che spiega il comportamento degli elettroni in determinate circostanze); il suo lavoro su quest’ultimo gli valse un premio Nobel per la fisica nel 1921.
Einstein ha anche cercato invano di unificare tutte le forze dell’universo in una singola teoria, o una teoria di tutto, su cui stava ancora lavorando al momento della sua morte.,
Primi anni
Einstein nacque il 14 marzo 1879 a Ulm, in Germania, una città che oggi conta poco più di 120.000 abitanti. C’è una piccola targa commemorativa dove sorgeva la sua casa (fu distrutta durante la seconda guerra mondiale). La famiglia si trasferì a Monaco di Baviera poco dopo la sua nascita, e più tardi in Italia, quando suo padre ha affrontato problemi con la gestione della propria attività. Il padre di Einstein, Hermann, gestiva una fabbrica elettrochimica e sua madre Pauline si prendeva cura di Albert e di sua sorella minore, Maria.,
Einstein avrebbe scritto nelle sue memorie che due “meraviglie” influenzarono profondamente i suoi primi anni, secondo Hans-Josef Küpper, uno studioso di Albert Einstein. Il giovane Einstein incontrò la sua prima meraviglia — una bussola-all’età di 5 anni: era confuso dal fatto che le forze invisibili potessero deviare l’ago. Ciò porterebbe a un fascino permanente con forze invisibili. La seconda meraviglia è venuto all “età 12 quando ha scoperto un libro di geometria, che ha adorato, chiamandolo il suo” libro geometria sacra.”
Contrariamente alla credenza popolare, il giovane Albert era un bravo studente., Eccelleva in fisica e matematica, ma era un allievo più “moderato” in altre materie, ha scritto Küpper sul suo sito web. Tuttavia, Einstein si ribellò all’atteggiamento autoritario di alcuni dei suoi insegnanti e abbandonò la scuola a 16 anni. In seguito ha sostenuto un esame di ammissione per la Scuola Politecnica federale di Zurigo, e mentre le sue prestazioni in fisica e matematica sono stati eccellenti, i suoi voti in altri settori sono stati subpar, e lui non ha superato l’esame., L’aspirante fisico ha seguito corsi aggiuntivi per colmare il divario nelle sue conoscenze, ed è stato ammesso al Politecnico svizzero nel 1896, e nel 1901 ha ricevuto il diploma per insegnare fisica e matematica.
Tuttavia, Einstein non riuscì a trovare una posizione di insegnamento, e iniziò a lavorare in un ufficio brevetti di Berna nel 1901, secondo la sua biografia premio Nobel. Fu lì che, tra l’analisi delle domande di brevetto, sviluppò il suo lavoro nella relatività speciale e in altre aree della fisica che in seguito lo resero famoso.
Einstein sposò Mileva Maric, una sua amante di lunga data di Zurigo, nel 1903., I loro figli, Hans Albert ed Eduard, nacquero nel 1904 e nel 1910. (Il destino di un bambino nato da loro nel 1902 prima del loro matrimonio, Lieserl, è sconosciuto. Einstein divorziò da Maric nel 1919 e poco dopo sposò Elsa Löwenthal. Löwenthal morì nel 1933.
Punti salienti della carriera
La carriera di Einstein lo ha inviato a più paesi., Ha conseguito il dottorato presso l’Università di Zurigo nel 1905, e successivamente ha assunto posizioni professore a Zurigo (1909), Praga (1911) e Zurigo di nuovo (1912). Successivamente, si trasferì a Berlino per diventare direttore dell’Istituto Fisico Kaiser Wilhelm e professore all’Università di Berlino (1914). Divenne anche cittadino tedesco.
Un’importante convalida del lavoro di Einstein arrivò nel 1919, quando Sir Arthur Eddington, segretario della Royal Astronomical Society, guidò una spedizione in Africa che misurò la posizione delle stelle durante un’eclissi solare totale., Il gruppo ha scoperto che la posizione delle stelle è stata spostata a causa della flessione della luce attorno al sole. (Nel 2008, una produzione BBC/HBO ha drammatizzato la storia in “Einstein and Eddington.
Einstein rimase in Germania fino al 1933, quando il dittatore Adolf Hitler salì al potere. Il fisico rinunciò quindi alla cittadinanza tedesca e si trasferì negli Stati Uniti per diventare professore di fisica teorica a Princeton. Divenne cittadino statunitense nel 1940 e si ritirò nel 1945.
Einstein rimase attivo nella comunità fisica durante i suoi ultimi anni., Nel 1939, scrisse una lettera al presidente Franklin D. Roosevelt avvertendo che l’uranio poteva essere usato per una bomba atomica.
Alla fine della vita di Einstein, si impegnò in una serie di dibattiti privati con il fisico Niels Bohr sulla validità della teoria quantistica. Le teorie di Bohr hanno tenuto la giornata, e Einstein in seguito ha incorporato la teoria quantistica nei suoi calcoli.,
Il cervello di Einstein
Einstein morì di aneurisma aortico il 18 aprile 1955. Un vaso sanguigno scoppiò vicino al suo cuore, secondo l’American Museum of Natural History (AMNH). Quando gli è stato chiesto se voleva avere un intervento chirurgico, Einstein ha rifiutato., “Voglio andare quando voglio andare”, ha detto. “È insapore prolungare la vita artificialmente. Ho fatto la mia parte; è ora di andare. Lo farò elegantemente.”
Il corpo di Einstein — la maggior parte di esso, comunque — fu cremato; le sue ceneri furono sparse in un luogo non rivelato, secondo l’AMNH. Tuttavia, un medico dell’ospedale di Princeton, Thomas Harvey, aveva eseguito un’autopsia, apparentemente senza permesso, e rimosso il cervello e gli occhi di Einstein, secondo Matt Blitz, che ha scritto sul cervello di Einstein in una colonna del 2015 per oggi ho scoperto.,
Harvey ha affettato centinaia di sezioni sottili di tessuto cerebrale da posizionare su vetrini da microscopio e ha scattato 14 foto del cervello da diverse angolazioni. Ha preso il tessuto cerebrale, diapositive e immagini con lui quando si è trasferito a Wichita, Kansas, dove era un supervisore medico in un laboratorio di test biologici.
Nei prossimi 30 anni, Harvey ha inviato alcune diapositive ad altri ricercatori che li hanno richiesti, ma ha mantenuto il resto del cervello in due barattoli di vetro, a volte in una scatola di sidro sotto un refrigeratore di birra., La storia del cervello di Einstein fu in gran parte dimenticata fino al 1985, quando Harvey e i suoi colleghi pubblicarono i risultati dello studio sulla rivista Experimental Neurology..
Harvey ha fallito un esame di competenza nel 1988 e la sua licenza medica è stata revocata, ha scritto Blitz. Harvey alla fine donò il cervello all’ospedale di Princeton, dove il viaggio del cervello era iniziato. Harvey è morto nel 2007. Pezzi del cervello di Einstein sono ora al Mütter Museum di Filadelfia.
Ciò che gli studi hanno trovato
Gli autori dello studio 1985 di Harvey hanno riferito che il cervello di Einstein aveva un numero maggiore di cellule gliali (quelle che supportano e isolano il sistema nervoso) per neuroni (cellule nervose) rispetto ad altri cervelli hanno esaminato. Essi hanno concluso che potrebbe indicare i neuroni avevano una maggiore necessità metabolica-in altre parole, le cellule cerebrali di Einstein necessari e utilizzati più energia, che avrebbe potuto essere il motivo per cui aveva tali capacità di pensiero avanzate e abilità concettuali.,
Tuttavia, altri ricercatori hanno sottolineato alcuni problemi con quello studio, secondo Eric H. Chudler, neuroscienziato presso l’Università di Washington. In primo luogo, per esempio, gli altri cervelli utilizzati nello studio erano tutti più giovani del cervello di Einstein. In secondo luogo, il “gruppo sperimentale” aveva un solo soggetto: Einstein. Sono necessari ulteriori studi per vedere se queste differenze anatomiche si trovano in altre persone. E in terzo luogo, è stata studiata solo una piccola parte del cervello di Einstein.,
Un altro studio, pubblicato nel 1996 sulla rivista Neuroscience Letters, ha scoperto che il cervello di Einstein pesava solo 1.230 grammi, che è inferiore al cervello maschile adulto medio (circa 1.400 g). Inoltre, la corteccia cerebrale dello scienziato era più sottile di quella di cinque cervelli di controllo, ma la densità dei neuroni era più alta.
Uno studio pubblicato nel 2012 sulla rivista Brain ha rivelato che il cervello di Einstein aveva una piegatura extra nella materia grigia, il sito del pensiero cosciente. In particolare, i lobi frontali, regioni legate al pensiero astratto e alla pianificazione, avevano una piegatura insolitamente elaborata.,
L’eredità scientifica di Einstein
L’eredità di Einstein in fisica è significativa. Ecco alcuni dei principi scientifici chiave che ha aperto la strada:
Teoria della relatività speciale: Einstein ha dimostrato che le leggi fisiche sono identiche per tutti gli osservatori, purché non siano in accelerazione., Tuttavia, la velocità della luce nel vuoto è sempre la stessa, indipendentemente dalla velocità in cui viaggia l’osservatore. Questo lavoro ha portato alla sua realizzazione che lo spazio e il tempo sono collegati in quello che ora chiamiamo spazio-tempo. Quindi, un evento visto da un osservatore può anche essere visto in un momento diverso da un altro osservatore.
Teoria della relatività generale: questa era una riformulazione della legge di gravità. Nel 1600, Newton formulò tre leggi del moto, tra le quali delineando come funziona la gravità tra due corpi. La forza tra di loro dipende da quanto è massiccio ogni oggetto e quanto sono distanti gli oggetti., Einstein ha determinato che quando si pensa allo spazio-tempo, un oggetto massiccio provoca una distorsione nello spazio-tempo (come mettere una palla pesante su un trampolino). La gravità si esercita quando altri oggetti cadono nel “pozzo” creato dalla distorsione nello spazio-tempo, come un marmo che rotola verso la grande palla. La relatività generale ha superato un recente test importante nel 2019 in un esperimento che coinvolge un buco nero supermassiccio al centro della Via Lattea.,
Effetto fotoelettrico: il lavoro di Einstein nel 1905 propose che la luce dovesse essere pensata come un flusso di particelle (fotoni) invece di una singola onda, come si pensava comunemente all’epoca. Il suo lavoro ha aiutato a decifrare risultati curiosi che gli scienziati in precedenza non erano in grado di spiegare.
Teoria dei campi unificata: Einstein trascorse gran parte dei suoi ultimi anni cercando di fondere i campi dell’elettromagnetismo e della gravità. Non ha avuto successo, ma potrebbe essere stato in anticipo sui tempi. Altri fisici stanno ancora lavorando su questo problema.,
l’eredità di Einstein per l’astronomia
Ci sono molte applicazioni di Einstein lavoro, ma qui sono alcuni dei più importanti quelli in astronomia:
le onde Gravitazionali: Nel 2016, il Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory (LIGO) rilevato spazio-tempo ripples — altrimenti noto come le onde gravitazionali — che si è verificato dopo che i buchi neri si è scontrato circa 1,4 miliardi di anni luce dalla Terra. LIGO ha anche effettuato una prima rilevazione delle onde gravitazionali nel 2015, un secolo dopo che Einstein aveva predetto che esistevano queste increspature., Le onde sono un aspetto della teoria della relatività generale di Einstein.
Orbita di Mercurio: Mercurio è un piccolo pianeta che orbita vicino a un oggetto molto massiccio rispetto alle sue dimensioni — il sole. La sua orbita non poteva essere compresa fino a quando la relatività generale ha mostrato che la curvatura dello spazio-tempo sta influenzando i moti di Mercurio e cambiando la sua orbita. C’è una piccola possibilità che nel corso di miliardi di anni, Mercurio possa essere espulso dal nostro sistema solare a causa di questi cambiamenti (con una possibilità ancora minore che possa scontrarsi con la Terra).,
Lente gravitazionale: questo è un fenomeno mediante il quale un oggetto massiccio (come un ammasso di galassie o un buco nero) piega la luce attorno ad esso. Gli astronomi che guardano quella regione attraverso un telescopio possono quindi vedere gli oggetti direttamente dietro l’oggetto massiccio, a causa della luce che viene piegata. Un famoso esempio di questo è la Croce di Einstein, un quasar nella costellazione di Pegaso: una galassia a circa 400 milioni di anni luce di distanza piega la luce del quasar in modo che appaia quattro volte intorno alla galassia.
Buchi neri: nell’aprile 2019, il telescopio Event Horizon ha mostrato le prime immagini in assoluto di un buco nero., Le foto hanno confermato ancora una volta diversi aspetti della relatività generale, incluso non solo che esistono buchi neri, ma anche che hanno un orizzonte degli eventi circolare — un punto in cui nulla può sfuggire, nemmeno la luce.
