Denna dag i historien

Den 14 mars 1879 föds Albert Einstein som son till en judisk elektroingenjör i Ulm i Tyskland. Einsteins teorier om den speciella och allmänna relativitetsteorin förändrade drastiskt människans förståelse av universum, och hans arbete med partikel- och energiteori bidrog till att möjliggöra kvantmekanik och, i slutändan, atombomben.

Efter en barndom i Tyskland och Italien studerade Einstein fysik och matematik vid den federala polytekniska akademin i Zürich, Schweiz. Han blev schweizisk medborgare och 1905 disputerade han vid universitetet i Zürich samtidigt som han arbetade vid det schweiziska patentverket i Bern. Det året, som historiker om Einsteins karriär kallar annus mirabilis – ”mirakelåret” – publicerade han fem teoretiska artiklar som skulle få en djupgående effekt på utvecklingen av den moderna fysiken.

VARNING: I den första av dessa, med titeln ”On a Heuristic Viewpoint Concerning the Production and Transformation of Light”, teoretiserade Einstein att ljuset består av individuella kvanta (fotoner) som uppvisar partikelliknande egenskaper samtidigt som de kollektivt beter sig som en våg. Hypotesen, som var ett viktigt steg i utvecklingen av kvantteorin, kom Einstein fram till genom att undersöka den fotoelektriska effekten, ett fenomen där vissa fasta ämnen avger elektriskt laddade partiklar när de träffas av ljus. Detta arbete skulle senare ge honom 1921 års Nobelpris i fysik.

I den andra artikeln utarbetade han en ny metod för att räkna och bestämma storleken på atomer och molekyler i ett givet utrymme, och i den tredje artikeln gav han en matematisk förklaring till den ständiga oregelbundna rörelsen hos partiklar som är suspenderade i en vätska, känd som Brownsk rörelse. Dessa två uppsatser gav obestridliga bevis för atomernas existens, som vid den tiden fortfarande bestreds av några få forskare.

Einsteins fjärde banbrytande vetenskapliga arbete från 1905 behandlade vad han kallade sin speciella relativitetsteori. I den speciella relativitetsteorin är tid och rum inte absoluta utan relativa till observatörens rörelse. Två observatörer som färdas med stor hastighet i förhållande till varandra skulle därför inte nödvändigtvis observera samtidiga händelser i tiden i samma ögonblick, och inte heller nödvändigtvis vara överens i sina mätningar av rymden. I Einsteins teori är ljusets hastighet, som är den begränsande hastigheten för alla kroppar med massa, konstant i alla referensramar. I den femte uppsatsen det året, en undersökning av den speciella relativitetsteorins matematik, meddelade Einstein att massa och energi var likvärdiga och kunde beräknas med en ekvation, E=mc2.

LÄS MER: Albert Einstein: Även om allmänheten inte var snabb att ta till sig hans revolutionerande vetenskap välkomnades Einstein in i kretsen av Europas mest framstående fysiker och fick professurer i Zürich, Prag och Berlin. År 1916 publicerade han ”The Foundation of the General Theory of Relativity” (grunden för den allmänna relativitetsteorin), där han föreslog att gravitationen, liksom rörelsen, kan påverka tids- och rumsintervallerna. Enligt Einstein är gravitationen inte en kraft, som Isaac Newton hade hävdat, utan ett krökt fält i rum-tidskontinuumet som skapas av massans närvaro. Ett föremål med mycket stor gravitationsmassa, t.ex. solen, skulle därför tyckas förvränga rum och tid runt omkring sig, vilket kan påvisas genom att observera stjärnljuset när det passerar runt solen på sin väg till jorden. År 1919 bekräftade astronomer som studerade en solförmörkelse de förutsägelser som Einstein gjorde i den allmänna relativitetsteorin, och han blev en kändis över en natt. Senare bekräftades andra förutsägelser i den allmänna relativitetsteorin, t.ex. en förskjutning av planeten Merkurius bana och den sannolika existensen av svarta hål, av vetenskapsmän.

Under det följande decenniet fortsatte Einstein att bidra till kvantteorin och påbörjade arbetet med en enhetlig fältteori, som han hoppades skulle omfatta kvantmekanik och hans egen relativitetsteori som en storslagen förklaring av hur universum fungerar. Som en världsberömd offentlig person blev han alltmer politisk, tog upp sionismens sak och uttalade sig mot militarism och upprustning. I sitt hemland Tyskland gjorde detta honom impopulär, och efter att nazistledaren Adolf Hitler blev Tysklands förbundskansler 1933 avsade sig Einstein sitt tyska medborgarskap och lämnade landet.

Han bosatte sig senare i USA, där han accepterade en tjänst vid Institute for Advanced Study i Princeton, New Jersey. Han skulle stanna där resten av sitt liv och arbeta med sin enhetliga fältteori och koppla av genom att segla på en lokal sjö eller spela fiol. Han blev amerikansk medborgare 1940.

Inom 1939 gick han, trots sin livslånga pacifistiska övertygelse, med på att skriva till president Franklin D. Roosevelt på uppdrag av en grupp vetenskapsmän som var oroade över USA:s passivitet när det gällde forskning om atomvapen. I likhet med de andra vetenskapsmännen fruktade han att Tyskland skulle bli ensamt innehavare av ett sådant vapen. Han spelade dock ingen roll i det efterföljande Manhattanprojektet och beklagade senare användningen av atombomber mot Japan. Efter kriget krävde han att det skulle inrättas en världsregering som skulle kontrollera kärnvapentekniken och förhindra framtida väpnade konflikter.

Han publicerade 1950 sin enhetliga fältteori, som i tysthet kritiserades för att vara ett misslyckande. En enhetlig förklaring av gravitation, subatomära fenomen och elektromagnetism är fortfarande svår att finna idag. Albert Einstein, en av de mest kreativa hjärnorna i mänsklighetens historia, dog i Princeton 1955.

LÄS MER: 9 saker som du kanske inte vet om Albert Einstein