Albert Einstein (14 de marzo de 1879 - 18 de abril de 1955), nacido en Alemania y nacionalizado en Estados Unidos en 1940, es el científico más conocido e importante del siglo XX. En 1905, siendo un joven físico desconocido, empleado en la Oficinade Patentes de Berna (Suiza), publicó su Teoría de la Relatividad Especial.En ella incorporó, en un marco teórico simple y con base en postulados físicos sencillos, conceptos y fenómenos estudiados anteriormente por Henri Poincaré y Hendirk Lorentz. Probablemente, la ecuación de la física más conocida a nivel popular es la expresión matemática de la equivalencia masa - energía, E=mc², deducida por Einstein como una consecuencia lógica de esta teoría. Ese mismo año publicó otros trabajos que sentarían algunas de las bases de la física estadística y la mecánica cuántica.
En
1915 presentó la Teoría General de la Relatividad, en la que
reformuló por completo el concepto de gravedad. Una de las consecuencias fue el
surgimiento del estudio científico del origen y evolución del Universo por la
rama de la física denominada cosmología. Muy poco después, Einstein
se convirtió en un icono popular de la ciencia alcanzando fama mundial, un
privilegio al alcance de muy pocos científicos. Los físicos que enseñaban la
Teoría de la relatividad como, por ejemplo, Werner Heisenberg, eran
incluidos en listas negras . Einstein abandonó Alemania en 1933 con
destino a Estados Unidos, donde se instaló en el Instituto de Estudios
Avanzados de Princeton y se nacionalizó estadounidense en 1940. Durante
sus últimos años Einstein trabajó por integrar en una misma teoría las cuatro
Fuerzas Fundamentales, tarea aún inconclusa. Se cuenta que cuando Einstein se
encontraba en su lecho de muerte segundos antes de morir pronuncio
unas palabras en alemán que la enfermera que lo cuidaba en esos momentos, la
estadounidense Alberta Roszel no pudo entender y cuando finalmente murió, en su
pizarra estaban las ecuaciones aun sin concluir para integrar dichas fuerzas. Einstein
murió en Princeton, New Jersey, el 18 de abril de 1955.
¿Cuáles fueron las mejores aportaciones de Einstein?
LOS APORTES DE EINSTEIN A LA CIENCIA FUERON.
Efecto fotoeléctrico
El
primero de sus artículos de 1905 se titulaba Un punto de vista heurístico sobre
la producción y transformación de luz. En él Einstein proponía la idea de
"quanto" de luz (ahora llamados fotones)
y mostraba cómo se podía utilizar este concepto para explicar el efecto fotoeléctrico.
La
teoría de los cuantos de luz fue un fuerte indicio de la dualidad onda-corpúsculo y de que los
sistemas físicos pueden mostrar tanto propiedades ondulatorias como
corpusculares. Este artículo constituyó uno de los pilares básicos de la mecánica cuántica. Una explicación completa del
efecto fotoeléctrico solamente pudo ser elaborada cuando la teoría cuántica
estuvo más avanzada. Por este trabajo, y por sus contribuciones a la física
teórica, Einstein recibió el Premio Nobel de Física de 1921.
Movimiento browniano
El
segundo artículo, titulado Sobre el movimiento requerido por la teoría cinética
molecular del calor de pequeñas partículas suspendidas en un líquido
estacionario, cubría sus estudios sobre el movimiento browniano.
El
artículo sobre el movimiento browniano, el cuarto en grado de importancia, está
estrechamente relacionado, con el artículo sobre teoría molecular. Se trata de
una pieza de mecánica estadística muy elaborada, destacable por el hecho que
Einstein no había oído hablar de las mediciones de Brown de
la década de 1820 hasta finales de ese mismo año (1905); así pues, escribió
este artículo titulándolo "Sobre la teoría del movimiento browniano"41
El
artículo explicaba el fenómeno haciendo uso de las estadísticas del movimiento
térmico de los átomos individuales que forman un fluido. El movimiento
browniano había desconcertado a la comunidad científica desde su descubrimiento
unas décadas atrás. La explicación de Einstein proporcionaba una evidencia
experimental incontestable sobre la existencia real de los átomos. El artículo
también aportaba un fuerte impulso a la mecánica estadística y a la teoría
cinética de los fluidos, dos campos que en aquella época permanecían
controvertidos.
Relatividad especial
El
tercer artículo de Einstein de ese año se titulaba Zur Elektrodynamik
bewegter Körper ("Sobre la electrodinámica de cuerpos en
movimiento"). En este artículo Einstein introducía la teoría de la relatividad
especial estudiando el movimiento de los cuerpos y elelectromagnetismo en
ausencia de la fuerza de interacción gravitatoria.
La
relatividad especial resolvía los problemas abiertos por el experimento de Michelson y Morley en
el que se había demostrado que las ondas electromagnéticas que forman la luz se
movían en ausencia de un medio. La velocidad de la luz es, por lo tanto,
constante y no relativa al movimiento. Ya en 1894 George Fitzgerald había
estudiado esta cuestión demostrando que el experimento de Michelson y Morley
podía ser explicado si los cuerpos se contraen en la dirección de su
movimiento. De hecho, algunas de las ecuaciones fundamentales del artículo de
Einstein habían sido introducidas anteriormente (1903) por Hendrik Lorentz, físico holandés, dando
forma matemática a la conjetura de Fitzgerald.
Esta
famosa publicación está cuestionada como trabajo original de Einstein, debido a
que en ella omitió citar toda referencia a las ideas o conceptos desarrollados
por estos autores así como los trabajos de Poincaré.
En realidad Einstein desarrollaba su teoría de una manera totalmente diferente
a estos autores deduciendo hechos experimentales a partir de principios
fundamentales y no dando una explicación fenomenológica a observaciones
desconcertantes. El mérito de Einstein estaba por lo tanto en explicar lo
sucedido en el experimento de Michelson y Morley como consecuencia final de una
teoría completa y elegante basada en principios fundamentales y no como una
explicación ad-hoc o
fenomenológica de un fenómeno observado.
la aceleración.
Equivalencia masa-energía
El
cuarto artículo de aquel año se titulaba Ist die Trägheit eines Körpers
von seinem Energieinhalt abhängig y mostraba una deducción de la fórmula
de la relatividad que relaciona masa y energía. En este artículo se exponía que
"la variación de masa de un objeto que emite una energía L, es:
L/V^2
donde V era
la notación de la velocidad de la luz usada por Einstein en 1905.
Esta
fórmula implica que la energía E de un cuerpo en reposo es igual a su masa m multiplicada
por la velocidad de la luz al cuadrado:
E=mc^2
Muestra
cómo una partícula con masa posee un tipo de energía, "energía en
reposo", distinta de las clásicas energía cinética y energía potencial. La
relación masa–energía se utiliza comúnmente para explicar cómo se produce la
energía nuclear; midiendo la masa de núcleos atómicos y dividiendo por el
número atómico se puede calcular la energía de enlace atrapada en los núcleos
atómicos. Paralelamente, la cantidad de energía producida en la fisión de un
núcleo atómico se calcula como la diferencia de masa entre el núcleo inicial y
los productos de su desintegración, multiplicada por la velocidad de la luz al
cuadrado.
Relatividad general
La
relatividad general fue obtenida por Einstein a partir de razonamientos
matemáticos, experimentos hipotéticos (Gedanken experiment) y
rigurosa deducción matemática sin contar realmente con una base experimental.
El principio fundamental de la teoría era el denominado principio de equivalencia. A pesar de la
abstracción matemática de la teoría, las ecuaciones permitían deducir fenómenos
comprobables. El 29 de mayo de 1919 Arthur Eddington fue capaz de medir,
durante un eclipse,
la desviación de la luz de una estrella al pasar cerca del Sol, una de las
predicciones de la relatividad general. Cuando se hizo pública esta
confirmación la fama de Einstein se incrementó enormemente y se consideró un
paso revolucionario en la física.
Desde entonces la teoría se ha verificado en todos y cada uno de los
experimentos y verificaciones realizados hasta el momento.
A
pesar de su popularidad, o quizás precisamente por ella, la teoría contó con
importantes detractores entre la comunidad científica que no podían aceptar una
física sin un Sistema de referencia absoluto.
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