العالم الأسطوري البرت اينشتاين (1879 - 1955) اكتسبت شهرة عالمية لأول مرة في عام 1919 بعد أن تحقق علماء الفلك البريطانيون من تنبؤات النظرية النسبية العامة لأينشتاين من خلال القياسات التي اتخذت خلال الكسوف الكلي. توسعت نظريات أينشتاين في القوانين العالمية التي صاغها الفيزيائي إسحاق نيوتن في أواخر القرن السابع عشر.
قبل E = MC2
أينشتاين ولد في ألمانيا في عام 1879. نشأ ، استمتع بالموسيقى الكلاسيكية ولعب الكمان. إحدى القصص التي أحب أينشتاين سردها عن طفولته كانت عندما صادف بوصلة مغناطيسية. إن التأرجح الثابت للإبرة باتجاه الشمال ، مسترشداً بقوة غير مرئية ، أثار إعجابه بشدة وهو طفل. أقنعته البوصلة بأنه يجب أن يكون هناك "شيء وراء الأشياء ، شيء مخفي بعمق".
حتى عندما كان صبيًا صغيرًا كان آينشتاين مكتفيًا ذاتيًا ومدروسًا. وفقًا لأحد الروايات ، كان يتحدث بطيئًا ، وغالبًا ما يتوقف مؤقتًا للنظر في ما سيقوله بعد ذلك. كانت أخته تحكي عن التركيز والمثابرة التي كان يبني بها منازل البطاقات.
كانت وظيفة أينشتاين الأولى وظيفة كاتب براءات الاختراع. في عام 1933 ، انضم إلى موظفي معهد الدراسات المتقدمة المنشأ حديثًا في برينستون ، نيو جيرسي. قبل هذا المنصب مدى الحياة ، وعاش هناك حتى وفاته. ربما يكون آينشتاين مألوفًا لمعظم الناس لمعادته الرياضية حول طبيعة الطاقة ، E = MC2.
E = MC2 ، الضوء والحرارة
الصيغة E = MC2 هي على الأرجح الحساب الأكثر شهرة من نظرية أينشتاين الخاصة للنسبية. تنص الصيغة بشكل أساسي على أن الطاقة (E) تساوي الكتلة (م) ضرب سرعة الضوء (ج) مربعة (2). وهذا يعني في جوهره أن الكتلة ليست سوى شكل واحد من أشكال الطاقة. نظرًا لأن سرعة مربع التربيع هي عدد هائل ، يمكن تحويل كمية صغيرة من الكتلة إلى كمية هائلة من الطاقة. أو إذا كان هناك الكثير من الطاقة المتاحة ، يمكن تحويل بعض الطاقة إلى كتلة ويمكن إنشاء جسيم جديد. المفاعلات النووية ، على سبيل المثال ، تعمل لأن التفاعلات النووية تحول كميات صغيرة من الكتلة إلى كميات كبيرة من الطاقة.
كتب أينشتاين ورقة تستند إلى الفهم الجديد لهيكل الضوء. جادل بأن الضوء يمكن أن يعمل كما لو أنه يتكون من جزيئات طاقة منفصلة ومستقلة تشبه جزيئات الغاز. قبل بضع سنوات ، عمل ماكس بلانك قد احتوى الاقتراح الأول للجسيمات المنفصلة في الطاقة. ذهب أينشتاين إلى أبعد من هذا على الرغم من أن اقتراحه الثوري بدا يناقض النظرية المقبولة عالميًا بأن الضوء يتكون من موجات كهرومغناطيسية تتأرجح بسلاسة. أظهر أينشتاين أن الكميات الخفيفة ، كما سماها جزيئات الطاقة ، يمكن أن تساعد في تفسير الظواهر التي يدرسها علماء الفيزياء التجريبية. على سبيل المثال ، شرح كيف يخرج الضوء الإلكترونات من المعادن.
في حين أن هناك نظرية الطاقة الحركية المعروفة التي أوضحت الحرارة كأثر للمتوقف حركة الذرات ، كان أينشتاين هو الذي اقترح طريقة لوضع النظرية إلى تجربة جديدة وحاسمة اختبار. وقال إنه إذا تم تعليق جزيئات صغيرة ولكن مرئية في سائل ، فإن القصف غير النظامي قد تم يجب أن تتسبب ذرات السائل غير المرئية في تحرك الجسيمات العالقة في ارتعاش عشوائي نمط. هذا يجب ملاحظته من خلال المجهر. إذا لم يتم رؤية الحركة المتوقعة ، فستكون النظرية الحركية بأكملها في خطر شديد. لكن مثل هذه الرقصة العشوائية للجسيمات المجهرية لوحظت منذ فترة طويلة. مع الحركة الموضحة بالتفصيل ، عزز أينشتاين النظرية الحركية وخلق أداة جديدة قوية لدراسة حركة الذرات.