Значимый год в жизни Альберта Эйнштейна

В 1905 году 26-летний эксперт патентного бюро Альберт Эйнштейн опубликовал четыре научных труда, перевернувших представление о мире.

С тех пор люди по-другому начали смотреть как на мельчайшие частицы материи, так и на огромные галактики. Некоторые его выводы легли в основу многих изобретений, которые за последние сто лет изменили жизнь человечества.

«Вряд ли в современной физике существует хотя бы одно фундаментальное положение, которое в какой-то мере не было бы связано с открытиями Эйнштейна», — сказал лауреат Нобелевской премии по физике Исидор Айзек Раби.

Что же сделал Эйнштейн в 1905 году?

Раскрытие тайн света

Труд Эйнштейна, опубликованный в марте в 1905 году, раскрыл некоторые тайны природы света. К тому времени ученые уже знали, что свет, перемещаясь в пространстве, ведет себя подобно ряби на поверхности воды. Однако волновая теория не была способна объяснить, почему в некоторых металлах при воздействии на них ультрафиолетового излучения возникает электрический ток, а при действии инфракрасного — нет. Труд Эйнштейна помог объяснить это явление, которое назвали фотоэффектом.

Эйнштейн доказывал, что свет иногда можно рассматривать как маленькие порции энергии, позже названные фотонами. Когда фотоны несут достаточно энергии, то есть имеют соответствующую частоту колебаний (цвет), они могут вырывать электроны из атомов некоторых металлов (фотоны инфракрасного света не имеют такой энергии). Это взаимодействие приводит к тому, что через металл проходит электрический ток. Некоторые современные приборы, такие как трубки телекамер, элементы солнечных батарей и экспонометры, были созданы благодаря объяснению Альберта на тему фотоэффекта.

В 1921 году за объяснение природы света Эйнштейну присудили Нобелевскую премию по физике. Его труд помог созданию новой теории, которую назвали квантовой. В свою очередь квантовая теория легла в основу ядерной физики, электроники и нанотехнологии.

Почему движутся частицы

В 1905 году Эйнштейн также показал свое изучение атомов и молекул. Он нашел теоретическое объяснение поведения взвешенных в воде частиц вещества. Хаотическое перемещение в воде этих крохотных частиц описал в 1827 году биолог Роберт Броун, когда увидел их под микроскопом. Броун назвал такое движение броуновским движением, однако не мог его объяснить.

В мае 1905 года Эйнштейн объяснил, почему молекулы воды, находящиеся в непрерывном движении, приводят к броуновскому движению. Он не только вычислил размеры молекул воды, но и предусмотрел свойства атомов. Другие ученые впоследствии развили его выводы, что в свою очередь позволило устранить сомнения в существовании атомов. Так что в основе современной физики лежит постулат, что вся материя состоит из атомов.

Время относительное

Специальная теория относительности была сформулирована Эйнштейном в июне 1905 года. Она противоречила основным представлениям ученых, например Исаака Ньютона, о том, что течение времени постоянно в любой точке Вселенной. Выводы теперь общепринятой теории Эйнштейна могут показаться довольно странными.

Представьте себе, что вы и ваш друг совершенно точно синхронизировали свои часы. Затем ваш друг отправился в кругосветное путешествие, а вы остались дома. Когда он вернулся, его часы немного отставали от ваших. С вашей точки зрения, время для вашего друга замедлилось. Конечно, мы не замечаем такой разницы во времени. Однако при приближении к скорости света течение времени значительно замедляется, предметы в пространстве становятся меньше, а их масса увеличивается. По теории Эйнштейна, постоянным и величественным является не время, а скорость света.

Формула, изменившая мир

В сентябре 1905 года Эйнштейн опубликовал еще один свой труд, называемый математическим примечанием к его специальной теории относительности. В ней содержалась формула, которая теперь стала символом его труда: E=mc^2. Согласно этому уравнению, количество высвобождаемой из атома энергии при его разделении эквивалентно потере его массы умноженной на квадрат скорости света. Благодаря усилиям таких ученых как Эйнштейн, люди углубили знания о строении мира.