Adiós al genio, al “gigante” del siglo XX.

El 18 de abril de 1955, fallecía el físico de origen alemán Albert Einstein (Ulm, Imperio alemán, 14 de marzo de 1879 – Princeton, Estados Unidos, 18 de abril de 1955), premio Nobel de física en 1921 “por sus trabajos sobre el movimiento browniano y su interpretación del efecto fotoeléctrico”. Es considerado como el científico más relevante y popular del siglo XX.

einstin6La revista Time, eligió a Albert Einstein en 1999, como “La Persona del Siglo”. Einstein, cuyo nombre es sinónimo de genialidad, se ha convertido en el mayor representante del pensamiento científico del siglo XX y ha marcado las pautas para la era de la tecnología.

Einstein realizó sus estudios secundarios en Munich.En1896, inició sus estudios superiores en la Eidgenossische Technische Hochschule de Zurich. El 23 de junio de 1902, empezó a prestar sus servicios en la Oficina Confederal de la Propiedad Intelectual de Berna, donde trabajó hasta 1909.

En 1909, inició su carrera de docente universitario en Zurich, pasando luego a Praga y regresando de nuevo a Zurich en 1912 para ser profesor del Politécnico, en donde había realizado sus estudios. En 1914 pasó a Berlín como miembro de la Academia de Ciencias prusiana.

El 11 de abril de 1905, Albert Einstein publica en Zur Elektrodynamik bewegter Körper, su Teoria sobre la relatividad especial. Un artículo que cambiaría el mundo.

El manuscrito contiene 46 páginas de textos y fórmulas matemáticas de puño y letra del científico. Fue donado por Einstein a la Universidad Hebrea de Jerusalén en 1925 con motivo de su inauguración.

Esta teoría se basaba en el Principio de relatividad y en la constancia de la velocidad de la luz en cualquier sistema de referencia inercial. De ello Einstein dedujo las ecuaciones de Lorentz. También reescribió las relaciones del momento y de la energía cinética para que éstas también se mantuvieran invariantes.

Surge de la observación de que la velocidad de la luz en el vacío es igual en todos los sistemas de referencia inerciales y de obtener todas las consecuencias del principio de relatividad de Galileo, según el cual cualquier experimento realizado, en un sistema de referencia inercial, se desarrollará de manera idéntica en cualquier otro sistema inercial.

La Teoría de la relatividad especial estableció nuevas ecuaciones que facilitan pasar de un sistema de referencia inercial a otro. Las ecuaciones correspondientes conducen a fenómenos que chocan con el sentido común, siendo uno de los más asombrosos y más famosos la llamada paradoja de los gemelos.

El año 1905 quedará como el “annus mirabilis” (año prodigioso) de Einstein. Publicó cinco trabajos en los Annalen der Physik: el primero de ellos le valió el grado de doctor por la Universidad de Zurich, y los cuatro restantes acabaron por imponer un cambio radical en la imagen que la ciencia ofrece del universo. Durante dicho año se publicaron cuatro de los más famosos artículos de Einstein y de la Historia de la Ciencia:

1. Artículo sobre el Efecto Fotoeléctrico: “Sobre el Punto de Vista Heurístico Relacionado con la Producción y Transformación de la Luz”. Publicado el 9 de Junio de 1905.
2. Artículo sobre el Movimiento Browniano: “Sobre el Movimiento de Pequeñas Partículas Suspendidas en Líquidos en Reposo Requerido por la Teoría Cinética Molecular del Calor”. Publicado el 18 de Julio de 1905.
3. Artículo sobre la Teoría Especial de la Relatividad: “Sobre la Electrodinámica de los Cuerpos en Movimiento”. Publicado el 26 de Septiembre de 1905.
4. Artículo donde se demuestra que E=mc2: “:¿Depende la Inercia de un Cuerpo de su Contenido Energético?”. Publicado el 21 de Noviembre de 1905.

Además se enviaron a publicación dos artículos más, los cuales aparecieron en 1906.

5. Artículo sobre la Existencia de los átomos: “Una Nueva Determinación de las Dimensiones Moleculares”. Publicado el 8 de Febrero de 1906
6. Segundo artículo sobre el Movimiento Browniano: “Sobre la Teoría del Movimiento Browniano”. Publicado el 8 de Febrero de 1906

einstein10El 9 de junio de 1905, “Annalen der Physik” (Annalen der Physik 17 (1905): 132-148), publica un artículo denominado “Un punto de vista heurístico sobre la producción y transformación de la luz”. En este artículo Albert Einstein, demostraba como la idea de partículas discretas de luz podía explicar el efecto fotoeléctrico y la presencia de una frecuencia característica para cada material por debajo de la cual no se producía ningún efecto. Por esta explicación del efecto fotoeléctrico Einstein recibiría el Premio Nobel de Física en 1921.

Einstein introdujo una revolución al dar una interpretación cuántica del efecto fotoeléctrico, aunque la teoría ondulatoria de la luz se había impuesto un siglo antes, Einstein adelantó la idea de que la energía es una estructura granular cuantificada: se expresa en “paquetes” (quanta) y las propias ondas son cuantificadas, dicho de otro modo, la luz es a la vez ondas y partículas, lo que todavía hoy sigue desafiando al sentido común, pero la comunidad científica no admitió esta idea hasta principios de los años 1920.

Albert Einstein propuso una descripción matemática de este fenómeno que parecía funcionar correctamente y en la que la emisión de electrones era producida por la absorción de cuantos de luz que más tarde serían llamados fotones.

El 2 de novimbre de 1905 Albert Einstein publica en Annalen der Physik su artículo científico «La inercia de un cuerpo, ¿depende de su contenido energético?»( “Ist die Trägheit eines Körpers von seinem Energieinhalt abhängig?)”, donde revela la relación entre la energía y la masa de un cuerpo.

Esta publicación científica condujo a una de las más célebres fórmulas en la Historia de la Ciencia, conocida como Principio de equivalencia entre masa y energía: E = m c2

Los Principios de conservación de la masa y de la energía, que se formularon de manera independiente para sistemas aislados, ahora se relacionan en un único Principio pues masa y energía están relacionadas por el Principio de Equivalencia entre masa y energía.

Si la teoría se corresponde con los experimentos, la radiación transmite la inercia entre los cuerpos que la emiten y los que la absorben.” Annalen der Physik, Vierte Folge, Volume 18, parte 13, páginas 639-41. Leipzig: Barth, 1905

“Si un cuerpo libera una energía L en forma de radiación, su masa disminuye en la cantidad L / c2. El hecho de que la energía inherente al cuerpo se convierta en energía de radiación evidentemente no supone una diferencia, por lo que podemos llegar a una conclusión más general.

Entre 1914 y 1916, Eisntein, centró sus esfuerzos en el perfeccionamiento de la teoría general de la relatividad, basada en el postulado de que la gravedad no es una fuerza sino un campo creado por la presencia de una masa en el continuum espacio-tiempo.

einstein7Finalmente el 2 de diciembre del año 1915, Albert Einstein publica en Annalen der Physik, la teoría general de la relatividad, en la que reformula por completo el concepto de gravedad. Una de las consecuencias fue el surgimiento del estudio científico del origen y la evolución del Universo por la rama de la física denominada cosmología.

La teoría general de la relatividad o relatividad general es una teoría del campo gravitatorio y de los sistemas de referencia generales, publicada por Albert Einstein en 1915 y 1916.

El nombre de la teoría se debe a que generaliza la llamada teoría especial de la relatividad. Los principios fundamentales introducidos en esta generalización son el Principio de equivalencia, que describe la aceleración y la gravedad como aspectos distintos de la misma realidad, la noción de la curvatura del espacio-tiempo y el principio de covariancia generalizado.

La intuición básica de Einstein fue postular que en un punto concreto no se puede distinguir experimentalmente entre un cuerpo acelerado uniformemente y un campo gravitatorio uniforme. La teoría general de la relatividad permitió también reformular el campo de la cosmología.

Poco después de la formulación de la teoría de la relatividad especial en 1905, Albert Einstein comenzó a elucubrar cómo describir los fenómenos gravitatorios con ayuda de la nueva mecánica. En 1907 se embarcó en la búsqueda de una nueva teoría relativista de la gravedad que duraría ocho años. Después de numerosos desvíos y falsos comienzos, su trabajo culminó en noviembre de 1915 con la presentación a la Academia Prusiana de las Ciencias de su artículo, que contenía las que hoy son conocidas como “Ecuaciones de Campo de Einstein”. Estas ecuaciones forman el núcleo de la teoría y especifican cómo la densidad local de materia y energía determina la geometría del espacio-tiempo.

En 1917, Einstein aplicó su teoría al universo en su conjunto, iniciando el campo de la cosmología relativista. En línea con el pensamiento contemporáneo, en el que se suponía que el universo era estático, agregó a sus ecuaciones una constante cosmológica para reproducir esa “observación”. En 1929, sin embargo, el trabajo de Hubble y otros demostraron que nuestro universo se está expandiendo. Esto es fácilmente descrito por las soluciones encontradas por Friedmann en 1922 para la expansión cosmológica, que no requieren de una constante cosmológica. Lemaître utilizó estas soluciones para formular la primera versión de los modelos del Big Bang, en la que nuestro universo ha evolucionado desde un estado anterior extremadamente caliente y denso. Einstein declaró más tarde que agregar esa constante cosmológica a sus ecuaciones fue el mayor error de su vida.

El 29 de mayo de 1919, la teoría de la relatividad general de Einstein es comprobada (y posteriormente confirmada) por el astrónomo inglés Arthur Stanley Eddington (28 de diciembre de 1882 en Kendal-22 de noviembre de 1944 en Cambridge) mediante la observación de un eclipse solar total en la isla Príncipe y por Andrew Crommelin en Sobral, Ceará (Brasil). Durante el eclipse fotografió las estrellas que aparecían alrededor del Sol. Según la Teoría de la Relatividad General, las estrellas que deberían aparecer cerca del Sol deberían estar un poco desplazadas, porque su luz es curvada por el campo gravitatorio solar. Este efecto sólo puede observarse durante un eclipse, ya que si no el brillo del Sol hace las estrellas invisibles al ojo humano.

einstein8Las observaciones de Eddington confirmaron la teoría de Einstein, y fueron tomadas en su época como la prueba de la validez de la relatividad general frente a la en parte obsoleta mecánica newtoniana.

Durante la siguiente década, Einstein concentró sus esfuerzos en hallar una relación matemática entre el electromagnetismo y la atracción gravitatoria, empeñado en avanzar hacia el que, para él, debía ser el objetivo último de la física: descubrir las leyes comunes que, supuestamente, habían de regir el comportamiento de todos los objetos del universo, desde las partículas subatómicas hasta los cuerpos estelares. Tal investigación, que ocupó el resto de su vida, resultó infructuosa y acabó por acarrearle el extrañamiento respecto del resto de la comunidad científica.

A partir de 1933, con el acceso de Hitler al poder, Eisntei nse vio obligado a trasladarse a Estados Unidos, en donde pasó los últimos veinticinco años de su vida en el Instituto de Estudios Superiores de Princeton.

Albert Einstein falleció el18 de abril de 1955 a la edad de 76 años en el Hospital de Princeton por una hemorragia interna causada por la ruptura de un aneurisma de la aorta abdominal.

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Publicado el 18 abril, 2016 en Astrofísica, Física. Añade a favoritos el enlace permanente. 1 comentario.

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