¿Cuántas teorías desarrolló Albert Einstein?
Tullio Levi-Civita
El fundamento matemático de la teoría general de la relatividad de Albert Einstein era el cálculo tensorial, que ya había sido elaborado diez o quince años antes por dos matemáticos italianos, siendo uno de ellos Tullio Levi-Civita. En 1914 Einstein escribió su primer artículo sobre la nueva teoría, y otro físico de nombre Max Abraham, cuya teoría rivalizaba con la de Einstein, leyó el artículo de Einstein pero no fue capaz de entenderlo: era demasiado difícil. Así que para conseguir ayuda se lo envió a Tullio Levi-Civita, quien inmediatamente después de leer el artículo se interesó por la teoría de la relatividad. En 1915 Levi-Civita escribió una carta a Albert Einstein diciéndole que había algo que no marchaba en su teoría. Es fácil imaginar cómo se sentiría Einstein después de esta carta, porque había estado luchando por dominar aquellas matemáticas tan difíciles, y cuando por fin tuvo el valor suficiente para escribir su primer artículo utilizándolas, el individuo que había inventado esa matemática le escribe una carta diciéndole que se ha equivocado. El tema en cuestión era un tensor en particular, un tensor que representaba el campo electromagnético y el problema surgió exactamente en cómo ese tensor cambiaba de un sistema de coordenadas a otro. Einstein entendió cómo funcionaba el cambio, pero Levi-Civita le decía que ahí había un error. Resultó al final que Einstein estaba en lo cierto y que Levi-Civita era el equivocado: aquello era una teoría física, Albert era físico y su intuición de físico le decía cuál tenía que ser la respuesta, pero sus pasos matemáticos eran dudosos y ese es el punto en el que Levi-Civita le había atacado.
Albert Einstein
En 1905, cuando era un joven físico desconocido, empleado en la Oficina de Patentes de Berna, publicó su teoría de la relatividad especial. En ella incorporó, en un marco teórico simple fundamentado en postulados físicos sencillos, conceptos y fenómenos estudiados antes por Henri Poincaré y Hendrik Lorentz. Como una consecuencia lógica de esta teoría, dedujo la ecuación de la física más conocida a nivel popular: la equivalencia masa-energía, E=mc². Ese año, publicó otros trabajos que sentarían algunas de las bases de la física estadística y de la mecánica cuántica.
Historia de la ciencia y la tecnología en España
A pesar de que Esteban Terradas y Blas Cabrera presentaron las teorías de Albert Einstein en 1908, sólo tres años después de los famosos artículos de 1905 (Primer Congreso de la Asociación Española para el Progreso de las Ciencias, Zaragoza), y que algunos físicos, como José María Plans se mostraban receptivos, la mayor parte de los científicos españoles acogieron con mucho recelo el debate científico en torno a la Teoría de la Relatividad y posteriormente la Mecánica cuántica, y evitaron cuanto fue posible el cuestionamiento de los modelos clásicos diseñados para la pervivencia del paradigma newtoniano (teoría del éter).
Refrigerador de Einstein
Desde 1926 hasta 1934 Einstein y Szilárd colaboraron en maneras de mejorar la tecnología de refrigeración doméstica. Ambos fueron motivados por informes de prensa de la época sobre una familia de Berlín que había muerto cuando el sello en sus instalaciones falló y llenó de humo su hogar. Einstein y Szilárd propusieron que un dispositivo sin partes móviles eliminaría el potencial de rotura de sellos, y exploraron aplicaciones prácticas para diferentes ciclos de refrigeración. Einstein utilizó la experiencia que había adquirido durante años en la Oficina de Patentes suiza para postular patrones para sus invenciones en varios países. A ambos se les concedieron 45 patentes en sus nombres para tres diferentes modelos. Se ha sugerido que el inventario fue realizado exclusivamente por Szilárd y que la labor de Einstein se relacionó más con la asesoría en materias de tramitación de patentes, pero otros aseguran que Einstein trabajó efectivamente en el proyecto.
Éter (física)
Einstein basó su teoría en el trabajo anterior de Lorentz. En lugar de sugerir que las propiedades mecánicas de los objetos cambiaron con su movimiento de velocidad constante a través de un éter indetectable, Einstein propuso deducir las características que debe poseer cualquier teoría exitosa para ser coherente con los principios más básicos y firmemente establecidos, independientemente de Existencia de un hipotético éter. Encontró que la transformación de Lorentz debe trascender su conexión con las ecuaciones de Maxwell y debe representar las relaciones fundamentales entre el espacio y las coordenadas de tiempo de los sistemas de referencia inerciales. De esta manera, demostró que las leyes de la física permanecían invariantes como lo habían hecho con la transformación de Galileo, pero esa luz ahora también era invariante.
Teoría del campo unificado
La búsqueda de Einstein de una teoría de campo unificado para el campo electromagnético y el campo gravitatorio, generalizando su teoría general de la relatividad fue infructuosa. Otro intento interesante de unificar estas dos teorías fue la teoría de Kaluza-Klein alguna de cuyas ideas inspiraron algunos aspectos de la teoría de cuerdas moderna, un ambicioso intento de formular una teoría del todo.
Stephon Alexander
Ha trabajado principalmente en el desarrollo de la teoría de Einstein del espacio-tiempo curvo, orientándola a la conexión entre las estructuras más pequeñas y más grandes del universo. Siendo un experto en teoría de cuerdas, inventó el modelo de inflación llamado "D-Branes", basado en hipersuperficies de dimensiones superiores dentro de la teoría de cuerdas.
Alfred Einstein
Einstein nació en Múnich. A pesar de que originalmente estudió la carrera de derecho, rápidamente se dio cuenta de que su amor principal era la música. Obtuvo un doctorado en la Universidad de Múnich, centrándose en la música instrumental de finales del Renacimiento y principios del Barroco, en particular la música para la "viola da gamba".
Contracción de Lorentz
Finalmente, Albert Einstein (1905) fue el primero que eliminó por completo el carácter ad hoc de la hipótesis de contracción, al demostrar que no requería el movimiento a través de un supuesto éter, y que podía explicarse usando la teoría de la relatividad especial, lo que cambió radicalmente las nociones que se tenían hasta entonces de espacio, tiempo y simultaneidad. El punto de vista de Einstein fue más desarrollado por Hermann Minkowski, quien demostró la interpretación geométrica de todos los efectos relativistas al presentar su concepto de espacio-tiempo cuatridimensional.
Anillo de Einstein
El doblamiento de la luz por un cuerpo gravitacional fue predicho por Einstein en 1912, unos años antes de la publicación de la teoría de la relatividad general en 1916. El efecto de anillo fue mencionado por vez primera en la literatura académica por el físico ruso Orest Jvolson (1852-1934) en 1924. Albert Einstein comentó en 1936 este efecto, pero declarando:
Carl Einstein
En su obra ensayística destacan publicaciones como "Negerplastik" (La escultura negra, 1914), una monografía sobre arte africano (que, según Einstein, constituye la base de la estética moderna) y "Die Kunst des XX Jahrhunderts" (El arte del siglo XX, 1926), una historia del arte moderno desde el impresionismo hasta el surrealismo en el que Einstein aborda temas como la percepción del espacio, la representación de la imaginación y la alucinación (o «transvisualidad»).
Cuadrivector
Así, cuando Albert Einstein formuló su teoría especial de la relatividad, postuló el principio de covariancia, según el cual las ecuaciones de la física tenían que tener la misma forma para todos los sistemas de referencia inerciales, eso añadido a que los componentes de ciertas magnitudes se relacionaban de acuerdo con las transformaciones de Lorentz llevaba a considerar vectores y tensores sobre un espacio vectorial de cuatro dimensiones: tres dimensiones espaciales y una dimensión temporal.
Albert Einstein
Su tío, Jakob Einstein, un ingeniero con gran inventiva e ideas, convenció al padre de Albert para que construyese una casa con un taller, en donde llevarían a cabo nuevos proyectos y experimentos tecnológicos de la época a modo de obtener unos beneficios, pero, debido a que los aparatos y artilugios que afinaban y fabricaban eran productos para el futuro, en el presente carecían de compradores y el negoció fracasó. El pequeño Albert, se crio motivado por las investigaciones que se realizaban en el taller y todos los aparatos que allí había. Además, su tío incentivó sus inquietudes científicas proporcionándole libros de ciencia. Según relata el propio Einstein en su autobiografía, de la lectura de estos libros de divulgación científica nacería un constante cuestionamiento de las afirmaciones de la religión; un librepensamiento decidido que fue asociado a otras formas de rechazo hacia el Estado y la autoridad. Un escepticismo poco común en aquella época, a decir del propio Einstein. El colegio no lo motivaba, y aunque era excelente en matemáticas y física, no se interesaba por las demás asignaturas. A los quince años, sin tutor ni guía, emprendió el estudio del cálculo infinitesimal. La idea, claramente infundada, de que era un mal estudiante proviene de los primeros biógrafos que escribieron sobre Einstein, que confundieron el sistema de calificación escolar de Suiza (un 6 en Suiza es la mejor calificación) con el alemán (un 6 es la peor nota). En este «"Erziehungsrat"» aparece con nota 6 en todas las asignaturas: Álgebra, Física, Geometría, Geometría Analítica y Trigonometría.
Luz en la pintura
Entre los siglos y se impuso una visión más científica de la luz. La ciencia había intentado desentrañar la naturaleza de la luz desde los inicios de la Edad Moderna, con dos principales teorías: la corpuscular, defendida por Descartes y Newton; y la ondulatoria, defendida por Christiaan Huygens, Thomas Young y Augustin-Jean Fresnel. Más adelante, James Clerk Maxwell presentó una teoría electromagnética de la luz. Finalmente, Albert Einstein aglutinó las teorías corpuscular y ondulatoria.
Ernst Gehrcke
Al igual que muchos otros físicos prominentes de la época (incluyendo al físico teórico neerlandés Hendrik Lorentz), Gehrcke, un experimental, no estaba dispuesto a renunciar al concepto de éter, y por esto y otras varias razones fue muy crítico con las teorías de la relatividad de Einstein al menos desde 1911. Esto llevó a una invitación a un evento organizado en 1920 por Paul Weyland. Weyland, un activista político radical, agitador profesional, delincuente menor, y editor del periódico vehementemente antisemita "Völkische Monatshefte", creía que las teorías de Einstein habían sido excesivamente promovidas en la prensa de Berlín, que imaginaba dominada por judíos simpatizantes con la causa de Einstein por razones no científicas. En respuesta, Weyland organizó el "Arbeitsgemeinschaft deutscher Naturforscher zur Erhaltung reiner Wissenschaft" (Grupo de Trabajo de los Científicos Naturales Alemanes por la Preservación de la Ciencia Pura), que nunca fue oficialmente registrado. Weyland intentó reclutar a destacados científicos conservadores, como el Philipp Lenard, para dar apoyo a la sociedad (aunque Lenard rechazó participar en los encuentros de Weyland). La sociedad tuvo su primer y único evento el 24 de agosto de 1920, con ponencias contra la teoría de la relatividad de Albert Einstein. Weyland dio la primera charla, en la que acusó a Einstein de ser un plagiador. Gehrcke dio la segunda y la última charla, en las que presentó críticas detalladas a las teorías de Einstein. Einstein asistió al evento con Walther Nernst. Max von Laue, Walther Nernst y Heinrich Rubens publicaron una breve y digna respuesta al evento en el importante diario berlinés "Tägliche Rundschau" el 26 de agosto. Einstein publicó su propia réplica, bastante larga, el 27 de agosto, lo que más tarde terminó lamentando. El aumento del antisemitismo y la antipatía a las tendencias recientes en física teórica (especialmente respecto a la teoría de la relatividad y la mecánica cuántica) fueron factores claves en la motivición del movimiento "Deutsche Physik".
Premio Albert Einstein
El Premio Albert Einstein fue un premio de física teórica que reconoce las grandes contribuciones a las ciencias naturales. Fue dotado por la Fundación en Memoria de Lewis y Rosa Strauss en honor del cumpleaños número 70 de Albert Einstein.
Teoría atómica
En 1827, el botánico británico Robert Brown observó que las partículas de polvo dentro de los granos de polen que flotan en el agua constantemente vibran sin razón aparente. En 1905, Albert Einstein teorizó que este movimiento browniano era causado por el continuo golpeteo de las moléculas de agua y desarrolló un modelo matemático para describirlo. En 1908 el físico francés Jean Perrin la validó experimentalmente, lo que proveyó de validación adicional a la teoría particular (y por extensión a la teoría atómica).
Relatividad general
La necesidad de buscar una teoría que integrase, como casos límites particulares, las dos anteriores requería la búsqueda de una teoría de la gravedad que fuese compatible con los nuevos principios relativistas introducidos por Einstein. Además de incluir la gravitación en una teoría de formulación covariante, hubo otra razón adicional. Einstein había concebido la teoría especial de la relatividad como una teoría aplicable solo a sistemas de referencia inerciales, aunque realmente puede generalizarse a sistemas acelerados sin necesidad de introducir todo el aparato de la relatividad general. La insatisfacción de Einstein con su creencia de que la teoría era aplicable solo a sistemas inerciales le llevó a buscar una teoría que proporcionara descripciones físicas adecuadas para un sistema de referencia totalmente general.
Albert Einstein
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 neerlandés, dando forma matemática a la conjetura de Fitzgerald.
Éter (física)
La teoría del éter recibió otro golpe cuando la transformación galileana y la dinámica newtoniana fueron modificadas por la teoría de la relatividad especial de Albert Einstein, dando a las matemáticas de la electrodinámica lorentziana un nuevo contexto «no éter». A diferencia de la mayoría de los cambios importantes en el pensamiento científico, la relatividad especial fue adoptada por la comunidad científica de manera notablemente rápida, consistente con el último comentario de Einstein de que las leyes de la física descritas por la Teoría Especial estaban "listas para el descubrimiento" en 1905. La primera defensa de Max Planck de la teoría, junto con la elegante formulación que le dio Hermann Minkowski, contribuyó mucho a la rápida aceptación de la relatividad especial entre los científicos que trabajan.
Movimiento browniano
En un primer momento las predicciones de la fórmula de Einstein fueron aparentemente refutadas por una serie de experimentos por Svedberg entre 1906 y 1907, lo que provocó el reemplazo del valor predicho de las partículas de 4 a 6 veces, y por Henri en 1908 que encontró cambios 3 veces mayor que la fórmula que Einstein predijo. pero las predicciones de Einstein finalmente fueron confirmadas gracias a una serie de experimentos llevados a cabo por Chaudesaigues en 1908 y Perrin en 1909. La confirmación de la teoría de Einstein constituyó un progreso empírico a la teoría cinética del calor. En esencia, Einstein demostró que el movimiento puede predecirse directamente desde el modelo cinético de equilibrio térmico. La importancia de la teoría radica en el hecho de que se confirmó el relato de la teoría cinética de la segunda ley de la termodinámica, siendo esencialmente una ley estadística.
David Hilbert
Hilbert invitó a Einstein a Göttingen para que impartiera una semana de lecciones entre junio y julio de 1915 sobre relatividad general y su teoría de la gravedad en desarrollo (Sauer 1999, Folsing 1998). El intercambio de ideas llevó a la forma final de las ecuaciones de campo de la Relatividad General, en concreto las ecuaciones de campo de Einstein y la acción de Einstein-Hilbert. Aunque Einstein y Hilbert no llegaron nunca a enzarzarse en una disputa pública sobre prioridad, ha habido algo de discusión sobre el descubrimiento de las ecuaciones de campo, aunque las investigaciones sobre documentación histórica, parecen confirmar que Einstein se adelantó, ya que el trabajo de Hilbert estaba incompleto. Hilbert en la versión impresa de su artículo, añadió una referencia al papel concluyente de Einstein y una concesión de la prioridad de este: "Las ecuaciones diferenciales de la gravitación que resultan están, según me parece, de acuerdo con la magnífica teoría de la relatividad general establecida por Einstein en sus trabajos posteriores "[(3), p. 404].
Albert Einstein
En noviembre de 1915, Einstein presentó una serie de conferencias en la Academia Prusiana de las Ciencias en las que describió la teoría de la relatividad general. La última de estas charlas concluyó con la presentación de la ecuación que reemplaza a la ley de gravedad de Isaac Newton. En esta teoría todos los observadores son considerados equivalentes y no únicamente aquellos que se mueven con una velocidad uniforme. La gravedad no es ya una fuerza o acción a distancia, como era en la gravedad newtoniana, sino una consecuencia de la curvatura del espacio-tiempo. La teoría proporcionaba las bases para el estudio de la cosmología y permitía comprender las características esenciales del Universo, muchas de las cuales no serían descubiertas sino con posterioridad a la muerte de Einstein.
Teoría de Kaluza-Klein
Theodor Kaluza publicó por primera vez en 1921, aunque sus trabajos se remontan a 1919 cuando comunicó algunos de sus resultados a Albert Einstein. En esencia la teoría usa las ecuaciones de campo de Einstein planteadas en un espacio-tiempo de cinco dimensiones, estas ecuaciones bajo hipótesis adicionales resultan dar por un lado las ecuaciones de Einstein convencionales para el campo gravitatorio y de otro lado las ecuaciones de Maxwell del campo electromagnético. Además aparece un campo escalar extra. En 1926 Oskar Klein combinó las ideas de Kaluza con algunas ideas de la mecánica cuántica y pudo dar una estimación cuantitativa tanto de la cuantización de la carga como de la pequeñez e inobservabilidad práctica de la dimensión adicional.
Esteban Terradas
Como resultado de la invitación de Terradas, Albert Einstein visitó Barcelona entre el 22 y el 28 de febrero de 1923, como parte de los cursos monográficos de Altos Estudios y de Intercambio organizados por la Mancomunidad de Cataluña y dirigidos por Rafael de Campalans. Einstein dijo en una ocasión: «Éste es uno de los cinco hombres más inteligentes que conozco y uno de los pocos que puede comprender hoy en día la Teoría de la Relatividad».
Emmy Noether
Noether fue invitada a Gotinga en 1915 por David Hilbert y Felix Klein, quienes necesitaban de su experiencia en la teoría de invariantes para ayudarles a comprender la relatividad general, una teoría geométrica de la gravitación desarrollada principalmente por Albert Einstein. Hilbert había observado que la conservación de la energía parecía ser violada en la relatividad general, debido al hecho de que la energía gravitacional podía a su vez ejercer atracción gravitacional. Noether desmontó esta paradoja y creó una herramienta fundamental para la física teórica con su primer teorema de Noether, que demostró en 1915, pero que no publicó hasta 1918. Resolvió el problema no solo para la relatividad general, sino que determinó las cantidades conservadas para "cualquier" sistema de leyes físicas que posea algún tipo de simetría continua. Tras recibir su trabajo, Einstein escribió a Hilbert estas palabras: "Ayer recibí de la señorita Noether un artículo muy interesante sobre los invariantes. Me ha impresionado que este tipo de cosas puedan ser comprendidas de un modo tan general. ¡La vieja guardia de Gotinga debería tomar algunas lecciones de la señorita Noether! Parece que sabe lo que hace."
John von Neumann
En el Congreso Internacional de Matemáticos de 1900, David Hilbert presentó su famosa lista de 23 problemas considerada central para el desarrollo de las matemáticas del nuevo siglo: el sexto problema era la axiomatización de las teorías físicas. Entre las nuevas teorías físicas del siglo la única que tenía todavía que recibir tal tratamiento para finales de la década de 1930 era la mecánica cuántica. De hecho, la mecánica cuántica se encontraba, en ese momento, en una condición de crisis de fundamentos, similar a aquella que pasó la teoría de conjuntos a comienzos de siglo, enfrentando problemas tanto de naturaleza filosófica como técnica; por otra parte, su aparente indeterminismo no había sido reducido, como Albert Einstein creía que debía ser a fin de que la teoría se hiciera satisfactoria y completa, a una explicación de forma determinista; además, todavía existían dos formulaciones heurísticas distintas, pero equivalentes: la supuesta "mecánica matricial" de Werner Heisenberg y la "mecánica ondulatoria" de Erwin Schrödinger, pero no había todavía una formulación teórica unificada satisfactoria.
Aberración de la luz
La teoría de Lorentz explicaba el resultado de los experimentos, pero era complicada y hacía muchas suposiciones físicas no comprobadas acerca de la naturaleza microscópica de los medios de propagación electromagnética. Albert Einstein, en 1905 con su teoría de la relatividad especial, reinterpretó los resultados de la teoría de Lorentz en un marco conceptual mucho más sencillo y natural, con el que desecha la idea del éter. Su deducción es ahora la explicación aceptada. Robert S. Shankland recuerda algunas conversaciones con Einstein, en las que el científico alemán hizo hincapié en la importancia del fenómeno de la aberración como motor de investigaciones de consecuencias muy relevantes:
Filosofía de la física
Fue en 1905, cuando la brillante propuesta de Albert Einstein (1879-1955), resolvió el enigma: La luz se mueve a velocidad constante, independientemente de la velocidad del observador. Si un observador viaja a partir de un punto A, en la dirección de un rayo de luz, a una velocidad de 100,000 km/s, y mide la velocidad del rayo, esta medición arrojará una velocidad de 298,085 km/s y no 198,085 km/s, como habría de esperarse. Esto implicaba matemáticamente que la variable tiempo no es la misma para ambos observadores. Esto trae como consecuencia, que el concepto de simultaneidad sea relativo al observador. Esto chocaba frontalmente con las concepciones clásicas del espacio tiempo.
Introducción a la relatividad general
Después de haberse dado cuenta de la validez de esta analogía geométrica, Einstein se demoró tres años más en encontrar la piedra angular de su teoría: las ecuaciones que describen cómo la materia afecta la curvatura del espacio-tiempo. Habiendo formulado las ahora conocidas como ecuaciones de Einstein (o, más precisamente, sus ecuaciones de campo de la gravedad), a finales de 1915 presentó su teoría en una serie de conferencias en la Academia de Ciencias de Prusia.
Introducción a la relatividad general
En 1905, Albert Einstein había formulado la teoría de la relatividad especial en la que no son posibles las acciones a distancia instantáneas ya que cualquier influencia física debería propagarse a una velocidad igual o inferior a la velocidad de la luz. La teoría newtoniana no satisfacía este requisito, por lo que Einstein buscó una teoría de la relatividad más general que pudiera dar cuenta adecuadamente de la gravedad, sin contradecir la teoría especial de la relatividad.- La relatividad general sustituyó a la teoría de la Gravitación Universal de Newton dando cuenta de muchos efectos que no podían ser explicados, como las anomalías en la órbita de Mercurio y de otros planetas; también hace numerosas predicciones —ya confirmadas— sobre los efectos de la gravedad, como la curvatura de la luz y la disminución del tiempo. Además, la relatividad general predice un nuevo fenómeno conocido como ondas gravitatorias. A pesar de que la relatividad general no es la única teoría relativista de la gravedad, es la más simple de ellas consistente con los datos experimentales. Sin embargo, un gran número de preguntas se mantienen abiertas: la más fundamental es cómo la relatividad general puede reconciliarse con las leyes de la mecánica cuántica para producir una teoría consistente única de la gravedad cuántica.
Albert Einstein
El 14 de febrero de 1919, a la edad de treinta y nueve años, se divorció de Mileva, después de un matrimonio de dieciséis años, y algunos meses después, el 2 de junio de 1919, se casó con una prima suya, Elsa Loewenthal, cuyo apellido de soltera era Einstein; Loewenthal era el apellido de su primer marido, Max Loewenthal. Elsa era tres años mayor que él y le había estado cuidando tras sufrir un fuerte estado de agotamiento. Einstein y Elsa no tuvieron hijos.
Ecuación diferencial
Las ecuaciones de campo de Einstein (conocidas también como "ecuaciones de Einstein") son un conjunto de diez ecuaciones en derivadas parciales de la teoría de la relatividad general donde se describe la interacción fundamental de la gravitación como un resultado de que el espacio-tiempo es curvado por la materia y la energía. Publicado por primera vez por Einstein en 1915  como una ecuación tensorial, las ecuaciones equiparan una curvatura espacio-tiempo local (expresada por el tensor de Einstein) con la energía y momentum local dentro del espacio-tiempo (expresado por el tensor de energía-impulso).
Historia de la relatividad especial
Los estudios de Ernst Mach sobre la mecánica y la inercia también tuvieron impacto en Einstein. Dado que Mach creía solamente en cantidades que se pudiesen tocar, afirmó que el «tiempo» no tiene ningún significado real. Escribió que era una idea abstracta, producto de la mente humana y sujeta por lo tanto a sus caprichos. Este rechazo del «tiempo absoluto» parece que liberó el pensamiento del joven Einstein; apoyaba directamente en el concepto de que no existe ni tiempo ni espacio absoluto. Leyó a Ernst Mach cuando era estudiante y se reunía regularmente con sus amigos Conrad Habicht y Maurice Solovine. Einstein insistió para que el grupo leyese los dos libros que Mach había publicado hasta esa fecha: "El desarrollo de la mecánica", ("Die Mechanik in ihrer Entwicklung", Leipzig, 1883) y "El análisis de las sensaciones" ("Die Analyse der Empfindungen und das Verhältnis des Physischen zum Psychischen", Jena, 1886). Einstein siempre creyó que Mach había estado en el camino correcto para descubrir la relatividad en parte de sus trabajos de juventud, y que la única razón por la que no lo había hecho fue porque la época no fue la propicia. El gran logro de Einstein fue generalizar la idea de Ernst Mach y probar que todas las fuerzas -y no solo las centrífugas- son relativas, que todos los fenómenos mecánicos pueden ser explicados en términos de movimiento relativo. Para ello, tuvo que dar una nueva teoría de la gravitación, con la que consiguió explicar ciertos movimientos planetarios que la mecánica clásica no lograba interpretar.
Relatividad general
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.
Teoría de la relatividad especial
Durante años las transformaciones de Lorentz y los trabajos de Henri Poincaré sobre el tema quedaron inexplicados hasta que Albert Einstein, un físico desconocido hasta 1905, sería capaz de darles una interpretación considerando el carácter relativo del tiempo y el espacio. Einstein también había sido influido por el físico y filósofo Ernst Mach. Einstein leyó a Ernst Mach cuando era estudiante y ya era seguidor suyo en 1902, cuando vivía en Zúrich y se reunía regularmente con sus amigos Conrad Habicht y Maurice Solovine (Véase Academia Olimpia). Einstein insistió para que el grupo leyese los dos libros que Mach había publicado hasta esa fecha: "El desarrollo de la mecánica" (título original, "Die Mechanik in ihrer Entwicklung", Leipzig, 1883) y "El análisis de las sensaciones" ("Die Analyse der Empfindungen und das Verhältnis des Physischen zum Psychischen", Jena, 1886). Einstein siempre creyó que Mach había estado en el camino correcto para descubrir la relatividad en parte de sus trabajos de juventud, y que la única razón por la que no lo había hecho fue porque la época no fue la propicia. El artículo de 1905 de Einstein, titulado "Zur Elektrodynamik bewegter Körper", cambió radicalmente la percepción del espacio y el tiempo que se tenía en ese entonces. En ese artículo Einstein introducía lo que ahora conocemos como teoría de la relatividad especial. 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.
Ludwig Flamm
Las principales contribuciones de L. Flamm atañen a la física teórica; sus investigaciones se dedicaron en gran medida a la mecánica ondulatoria de Erwin Schrödinger y las relaciones de la misma con la gravitación, esto se aprecia en su obra "Einsteins Beitrag zur Gravitationstheorie" (Contribución de Einstein a la teoría gravitacional). Junto a Karl Schwarzschild, Flamm fue uno de los primeros en entender — bastante intuitivamente— los significados y posibles consecuencias de la tetradimensionalidad espaciotemporal llegando ambos a conclusiones bastante afines, el primero con la métrica de Schwarzschild, el segundo con las paraboloides de Flamm; de este modo es que a inicios de 1916 resolviendo ecuaciones de la Teoría de la relatividad de Albert Einstein planteó la existencia de posibles túneles en el "continuum" espaciotemporal (o cronotópico), túneles que pueden (si existen) comunicar hiperespacialmente (e incluso hipertemporalmente) a diversas zonas del cosmos (como si se trataran de atajos), esto es: Flamm fue el primero en plantear a los agujeros de gusano y lo hizo asociándoles a los entonces todavía teóricos agujeros negros de Schwarzschild: los agujeros de gusanos de Flamm se encontrarían tras los horizontes de sucesos que se producen en torno a la implosión gravitacional de los agujeros negros. En 1935 observó que los agujeros de gusano se pueden entender a partir de los planteos realizados por Einstein y Nathan Rosen (el puente de Einstein-Rosen actualmente es homologado al agujero de gusano de Flamm) .
Historia del electromagnetismo
Las implicaciones teóricas del electromagnetismo llevaron a Albert Einstein a la publicación de la teoría de la relatividad especial, en 1905. A su vez la reformulación relativista del electromagnetismo clásico, llevó a la formulación de la electrodinámica clásica. Y más tarde con la consideración de los efectos cuánticos se formuló la electrodinámica cuántica.
Luz
Para que su anterior teoría de la relatividad especial abarcase también los fenómenos gravitatorios, Albert Einstein, entre 1907 y 1915 desarrolló la teoría de la relatividad general. Una de las principales conclusiones de esta teoría es que la gravedad influye en la propagación de la luz, representada en la teoría por el potencial gravitatorio Φ, descrito por:
Mileva Marić
En 1905 fueron publicados en la revista científica "Alemania" los trabajos por los que Einstein recibió el Premio Nobel. Estos artículos están dedicados a los átomos y moléculas, a los "cuantos" y a la teoría de la relatividad.
Principio de complementariedad (física)
Einstein intentó refutar el principio de incertidumbre mediante estos experimentos mentales en que él era el mejor maestro. Su propósito era probar que la interacción entre el aparato de medida y el objeto físico, el electrón, por ejemplo, no podía ser tan misteriosa y incognoscible como pretendían Bohr, Born y Heisenberg, o que la discontinuidad no debía jugar un papel tan grande. Uno de estos experimentos mentales, por ejemplo, consistía en una pared con un agujero pequeño por el que pasaba un electrón que iba a chocar con una pantalla semiesférica, produciendo un destello en uno de sus puntos. Einstein argumentaba que, inmediatamente antes del impacto, la función de onda tenía un valor no nulo en toda la pantalla, que se habría anular instantáneamente en el momento del impacto (pues el electrón no podía llegar ya a otro punto), lo que contradecía la teoría de la relatividad, pues ya habría una acción que se propagaría más deprisa que la luz. Bohr argumentó al día siguiente que el principio de incertidumbre obligaba a tener en cuenta el retroceso de la pared al pasar el electrón, lo que obligaba a admitir una incertidumbre en el momento de paso, invalidando el argumento de Einstein. Uno a uno, Bohr iba refutando los argumentos de Einstein a costa de varias noches de poco sueño y mucho trabajo. Por demás, John Wheeler opinó que el "principio de complementariedad de Bohr es el concepto científico más revolucionario de este siglo y el corazón de su búsqueda de cincuenta años del pleno significado de la idea cuántica".
Albert Einstein
En 1908, a la edad de veintinueve años, fue contratado en la Universidad de Berna, Suiza, como profesor y conferenciante ("privatdozent"). Einstein y Mileva tuvieron un nuevo hijo, Eduard, nacido el 28 de julio de 1910. Poco después la familia se mudó a Praga, donde Einstein obtuvo la plaza de "professor" de física teórica, el equivalente a catedrático, en la Universidad Alemana de Praga, debiendo adoptar la nacionalidad austríaca para poder acceder al cargo. En esta época trabajó estrechamente con Marcel Grossmann y Otto Stern. También comenzó a llamar al tiempo matemático «cuarta dimensión». En 1913, justo antes de la Primera Guerra Mundial, fue elegido miembro de la Academia Prusiana de Ciencias. Estableció su residencia en Berlín, donde permaneció durante diecisiete años. El emperador Guillermo le invitó a dirigir la sección de Física del Instituto Kaiser Wilhelm de Física.
Albert Einstein
Se graduó en 1900, obteniendo el diploma de profesor de matemática y de física, pero no pudo encontrar trabajo en la Universidad, por lo que ejerció como tutor en Winterthur, Schaffhausen y Berna. Su compañero de clase Marcel Grossmann, un hombre que más adelante desempeñaría un papel fundamental en las matemáticas de la relatividad general, le ofreció un empleo fijo en la Oficina Federal de la Propiedad Intelectual de Suiza, en Berna, una oficina de patentes, donde trabajó de 1902 a 1909. Su personalidad le causó también problemas con el director de la Oficina, quien le enseñó a «expresarse correctamente».
Los sueños de Einstein
El libro consta de treinta pequeños bocetos datados, describiendo la experiencia del tiempo, cada uno de los cuales es un sueño ficticio del joven Albert Einstein. En el libro hay comentarios sobre el concepto de tiempo absoluto de Sir Isaac Newton, la teoría de la relatividad, la segunda ley de la termodinámica y el concepto de la eternidad cristiana.
Teoría cuántica antigua
Esta contradicción entre la mecánica clásica y el calor específico de materiales fríos fue observada por James Clerk Maxwell en el siglo , y seguía siendo un profundo enigma para los que abogaban por una teoría atómica de la materia. Einstein resolvió este problema en 1906 al proponer que el movimiento atómico está cuantificado. Esta fue la primera aplicación de la teoría cuántica a sistemas mecánicos. Poco después, Peter Debye dio una teoría cuantitativa de los calores específicos sólidos en términos de osciladores cuantificados con varias frecuencias. Los problemas unidimensionales son fáciles de resolver. En cualquier energía "E", el valor de movimiento "p" se encuentra a partir de la ecuación de conservación:
Filosofía de la física
Algunos autores como Albert Einstein o David Bohm (1917-1992) se sintieron decepcionados con esa aleatoriedad y trataron de formular teorías de variables ocultas que pudieran reducir el azar aparente a una evolución determinista de variables presentes pero no observables. Diversos resultados y experimentos posteriores pusieron en dificultades a ciertas teorías simplistas de variables ocultas, por lo que actualmente se reconoce que las teorías de variables ocultas compatibles con los resultados experimentales resultan bastante más extrañas y curiosas de lo que sus proponentes iniciales hubieran deseado filosóficamente.
Mileva Marić
Dio a luz en enero de 1902 a Lieserl Einstein, la cual se cree falleció de escarlatina al año de nacer, aunque otras teorías especulan que fue dada en adopción. Einstein y Marić se casaron el 6 de enero de 1903 en Berna, tras finalizar él sus estudios. Ya dentro de su matrimonio nació en 1904 Hans Albert Einstein, quien luego sería profesor de Ingeniería Hidráulica en la Universidad de California en Berkeley (California). Cinco años más tarde, en 1910 Marić dio a luz a su segundo hijo en Zúrich, Eduard Einstein, que nació enfermo y requirió cuidados especiales, de los que su madre se hizo cargo, lo que aparentemente produjo un alejamiento entre la pareja. En 1911 toda la familia se trasladó a Praga, donde a Albert le habían ofrecido un puesto de profesor, pero regresaron nuevamente a Zúrich cuatro meses más tarde.
Albert Einstein
En mayo de 1904, Einstein y Mileva tuvieron un hijo, al que llamaron Hans Albert Einstein. Ese mismo año consiguió un trabajo permanente en la Oficina de Patentes. Poco después finalizó su doctorado presentando una tesis titulada "Una nueva determinación de las dimensiones moleculares", consistente en un trabajo de 17 folios que surgió de una conversación mantenida con Michele Besso, mientras se tomaban una taza de té; al azucarar Einstein el suyo, le preguntó a Besso:
Tercera Guerra Mundial
En 1949, después del desencadenamiento del armamento nuclear al final de la Segunda Guerra Mundial, el físico Albert Einstein sugirió que cualquier resultado de una posible Tercera Guerra Mundial sería tan grave como para devolver a la humanidad a la Edad de Piedra. Cuando el periodista Alfred Werner le preguntó qué tipos de armas creía que se podría combatir en la Tercera Guerra Mundial, Einstein respondió:
Albert Einstein
Antes de este trabajo los átomos se consideraban un concepto útil en física y química, pero al contrario de lo que cuenta la leyenda, la mayoría de los físicos contemporáneos ya creían en la teoría atómica y en la mecánica estadística desarrollada por Boltzmann, Maxwell y Gibbs; además ya se habían hecho estimaciones bastante buenas de los radios del núcleo y del número de Avogadro. El artículo de Einstein sobre el movimiento atómico entregaba a los experimentalistas un método sencillo para contar átomos mirando a través de un microscopio ordinario.
Transición de la relatividad especial a la relatividad general
La teoría especial de la relatividad de Einstein fue formulada en 1905, y daba cuenta adecuada de los experimentos de Michelson y Morley, a la vez que proporcionaba un marco natural para comprender las ecuaciones de Maxwell del electromagnetismo. Sin embargo pronto se señaló la necesidad de generalizarla o completarla para dar cuenta de otros fenómenos naturales:La teoría de la relatividad general surgió en un intento de superar los dos problema anteriores.
Covariancia de Lorentz
El deseo de Albert Einstein de contar con una teoría cuyas ecuaciones tuvieran la misma forma para cualquier tipo de observador sea este inercial o no inercial, le llevó a buscar ecuaciones que presentaran principio de covariancia, cosa que logró generalizando su teoría, en lo que luego se llamó teoría de la relatividad general.
Universo estático de Einstein
Tras el descubrimiento por Edwin Hubble de una relación lineal entre los desplazamientos al rojo de las galaxias y su distancia en 1929, Einstein abandonó su modelo estático del universo y propuso modelos en expansión como el universo de Friedmann-Einstein y el modelo de universo de Einstein-de Sitter. En ambos casos, puso la constante cosmológica a cero, declarando que "ya no es necesaria ... y teóricamente insatisfactoria". En muchas biografías de Einstein, se afirma que Einstein se refirió a la constante cosmológica en años posteriores como su "mayor error". El astrofísico Mario Livio ha puesto recientemente en duda esta afirmación, sugiriendo que puede ser exagerada.
Jean Perrin
Después de que Albert Einstein publicó en 1905 su explicación teórica sobre el movimiento browniano en términos de átomos, Perrin realizó el trabajo experimental para probar y verificar las predicciones de Einstein, resolviendo así la disputa que había durado un siglo sobre la teoría atómica formulada por John Dalton. Propuesto por Carl Benedicks, Perrin recibió en 1926 el "por sus trabajos relativos a la discontinuidad de la materia y por el descubrimiento del equilibrio de sedimentación". Estos descubrimientos pusieron un final definitivo a la larga disputa (véase: historia de la teoría molecular) con respecto a la cuestión de la realidad física de las moléculas.
Robert Andrews Millikan
Con todo, en la época de sus experimentos Millikan no aceptaba que su experimento probase que la luz estuviese compuesta por cuantos; solo admitiría que las matemáticas de Einstein correspondían con sus experimentos. En su artículo sobre el efecto fotoeléctrico, Millikan escribió: «la ecuación fotoeléctrica de Einstein… parece que predice exactamente en todos los casos los resultados observados…Sin embargo la teoría semicorpuscular por la que Einstein llegó a su ecuación parece actualmente completamente insostenible». Millikan también describió la teoría de Einstein sobre las partículas de luz como una «hipótesis atrevida, por no llamarla insensata». Millikan sabía que sin las ecuaciones de Einstein no se podía explicar el fenómeno de la fotoelectricidad usando el punto de vista clásico sobre la luz, por lo que sabía que algo tenía que cambiar, pero la introducción arbitraria de los fotones no era, para su gusto, la respuesta. Además Millikan trabajaba con Michelson (su director de tesis), que creyó toda su vida en la existencia de un éter a través del que las ondas de luz viajaban (a pesar de que sus propios experimentos demostraban su no existencia), por lo que se reforzaban mutuamente en su creencia en la naturaleza ondulatoria de la luz como la única posible.
Albert Einstein
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 el electromagnetismo en ausencia de la fuerza de interacción gravitatoria.
Cerebro de Albert Einstein
Es posible que esa diferencia pudiera estar relacionada con una mayor capacidad de razonamiento matemático. Estas son regularidades e irregularidades evidentes en el cerebro de Albert Einstein que se han utilizado para apoyar varias ideas sobre correlaciones en neuroanatomía con la inteligencia matemática o general. Otros estudios han sugerido un número creciente de células gliales en el cerebro de Einstein.
Ecuaciones del campo de Einstein
En física, las ecuaciones de campo de Einstein, ecuaciones de Einstein o ecuaciones de Einstein-Hilbert (conocidas como EFE, por "Einstein field equations") son un conjunto de diez ecuaciones de la teoría de la relatividad general de Albert Einstein que describen la interacción fundamental de la gravitación como resultado de que el espacio-tiempo está siendo curvado por la materia y la energía.
Viaje a través del tiempo
Además de algunas objeciones lógicas y filosóficas, se han señalado un buen número de argumentos físicos que sugieren imposibilidades técnicas para ciertas formas de viaje en el tiempo, y que han mostrado las dificultades técnicas en que incurrirían algunas propuestas de viaje en el tiempo. Es importante, destacar que dado el conocimiento físico actual, es necesario considerar las restricciones que impone la teoría especial de la relatividad para discutir la factibilidad de dichos viajes. La teoría de la relatividad especial fue propuesta por Albert Einstein a principios del siglo XX para resolver algunos problemas surgidos en el marco del electromagnetismo y que habían quedado manifiesto en el famoso experimento de Michelson-Morley. Albert Einstein publicó su teoría en 1905; un poco más tarde, en 1908, Hermann Minkowski descubrió que dicha teoría se podía formular adecuadamente en un espacio de cuatro dimensiones, en la que la dimensión temporal era precisamente la cuarta dimensión. En dicha teoría se pone en duda el concepto clásico de tiempo. Antes de la teoría de la relatividad los científicos habían asumido una representación lineal para el tiempo, es decir, se representa como una recta imaginaria que se prolonga indefinidamente en el pasado y el porvenir, aparece como un continuo ilimitado en una sola dimensión y nosotros ocupamos un punto determinado (presente), que se mueve siempre en la misma dirección. La división tripartita basa en la representación gráfica del tiempo como una línea, captura la concepción general del tiempo que tenían la mayor parte de los científicos hasta principios del siglo XX; aún hoy se utiliza en física clásica y otras ciencias.
Teoría atómica
La teoría cuántica revolucionó la física de comienzos del siglo XX, cuando Max Planck y Albert Einstein postularon que se emite o absorbe una leve cantidad de energía en cantidades fijas llamadas cuantos. En 1913, Niels Bohr incorporó esta idea a su modelo atómico, en el que los electrones solo podrían orbitar alrededor del núcleo en órbitas circulares determinadas, con una energía y un momento angular fijos, y siendo proporcionales las distancias del núcleo a los respectivos niveles de energía. Según este modelo, los átomos no podrían describir espirales hacia el núcleo porque no podrían perder energía de manera continua; en cambio, solo podrían realizar "saltos cuánticos" instantáneos entre los niveles fijos de energía. Cuando esto ocurre, el átomo absorbe o emite luz a una frecuencia proporcional a la diferencia de energía (y de ahí la absorción y emisión de luz en los espectros discretos).Arnold Sommerfeld amplió el átomo de Bohr en 1916 para incluir órbitas elípticas, utilizando una cuantificación de momento generalizado.
Teoría del todo
Los intentos de unificar gravedad con magnetismo se remontan a los experimentos de 1849-50 de Michael Faraday. Después de la teoría gravitatoria (relatividad general) de Einstein publicada en 1915, la búsqueda de una teoría del campo unificado que combine gravedad con electromagnetismo se tornó más seria. Al mismo tiempo, se hizo plausible el decir que no existían más fuerzas fundamentales. Prominentes contribuciones fueron las otorgadas por Gunnar Nordstrom, Hermann Weyl, Arthur Eddington, Theodor Kaluza, Oskar Klein, y la más notable dada por Einstein y sus colaboradores. Ninguna de estas propuestas tuvo éxito.
Albert Einstein
Nació en la ciudad alemana de Ulm, cien kilómetros al este de Stuttgart, en el seno de una familia judía. Sus padres fueron Hermann Einstein y Pauline Koch. Hermann y Pauline se habían casado en 1876, cuando Hermann tenía casi veintinueve años y ella dieciocho. La familia de Pauline vivía cerca de Stuttgart, concretamente en la ciudad de Cannstatt; allí su padre, Julius Koch, explotaba con su hermano Heinrich un comercio muy próspero de cereales. Pauline tocaba el piano y le transmitió a su hijo su amor por la música, entre otras cualidades como su "perseverancia y paciencia". De su padre, Hermann, también heredó ciertos caracteres como la generosidad y la amabilidad que caracterizaron a Albert. En 1880 la familia se mudó a Múnich, donde se criaría durante catorce años, y su padre y el hermano de este, Jakob, quien influyó intelectualmente sobre Albert, fundaron en octubre una empresa dedicada a la instalación de agua y gas. Como el negocio marchaba bien, con el apoyo de toda la familia decidieron abrir un taller propio de aparatos eléctricos ("Elektrotechnische Fabrik J. Einstein & Cie."), que suministraban a centrales eléctricas en Múnich-Schwabing, Varese y Susa en Italia, la que fracasaría tras endeudar a toda la familia. Esto causó un trauma no solo a Albert sino también al resto de la familia. A fin de saldar las deudas y financiar el traslado, el querido jardín de la casa de Múnich fue vendido a un promotor inmobiliario.
Filosofía del espacio y el tiempo
Albert Einstein, uno de los físicos más importantes del , propuso que tales relativismos se hallaban basados en el principio de la relatividad. Esta teoría sostiene que las reglas de la física deben ser iguales para todos los observadores, sin importar la localización del marco de referencia que se utilice. La dificultad más grande para esta idea provenía de las llamadas ecuaciones de Maxwell. Estas incluían la velocidad de la luz en el vacío e implicaban que la velocidad de la luz era solamente constante con relación a lo que antiguamente se denominaba éter luminífero.
Debate Bohr-Einstein
Einstein rehusó aceptar la revolución como completa, reflejando su deseo de ver desarrollado un modelo que incluyera las causas subyacentes de éstos modelos cuántos aparentemente aleatorios, ya que las probabilidades cuánticas según la teoría de Bohr implicaba que las posiciones en el espacio-tiempo nunca podrían ser completamente conocidas. No rechazaba las estadísticas o las probabilidades en sí mismas y el propio Einstein era una gran pensador estadístico. Era la ausencia de una razón o explicación para los eventos concretos, más allá de su mera predicción estadística, lo que Einstein rechazaba. A Bohr, mientras tanto, para nada le afectaban ninguno de los elementos que tanto preocupaban a Einstein. Él hizo su propio arreglo con las contradicciones proponiendo un principio de complementariedad que enfatizaba el papel del observador sobre lo observado.
Teoría de la relatividad
La teoría de la relatividad incluye tanto a la teoría de la relatividad especial como la de relatividad general, formuladas principalmente por Albert Einstein a principios del siglo XX, que pretendían resolver la incompatibilidad existente entre la mecánica newtoniana y el electromagnetismo.  La teoría de la relatividad especial, publicada en 1905, trata de la física del movimiento de los cuerpos en ausencia de fuerzas gravitatorias, en el que se hacían compatibles las ecuaciones de Maxwell del electromagnetismo con una reformulación de las leyes del movimiento. En la teoría de la relatividad especial, Einstein, Lorentz y Minkowski, entre otros, unificaron los conceptos de espacio y tiempo, en un ramado tetradimensional al que se le denominó espacio-tiempo. La relatividad especial fue una teoría revolucionaria para su época, con la que el tiempo absoluto de Newton quedó relegado y conceptos como la invariabilidad en la velocidad de la luz, la dilatación del tiempo, la contracción de la longitud y la equivalencia entre masa y energía fueron introducidos. Además, con las formulaciones de la relatividad especial, las leyes de la Física son invariantes en todos los sistemas de referencia inerciales; como consecuencia matemática, se encuentra como límite superior de velocidad a la de la luz y se elimina la causalidad determinista que tenía la física hasta entonces. Hay que indicar que las leyes del movimiento de Newton son un caso particular de esta teoría donde la masa, al viajar a velocidades muy pequeñas, no experimenta variación alguna en longitud ni se transforma en energía y al tiempo se le puede considerar absoluto.
Wilhelm Ostwald
Inicialmente se opuso a la teoría atómica, pero luego de que se realizaran medidas del movimiento browniano y se comprobase que coinciden con las ecuaciones calculadas por Albert Einstein (medidas realizadas por Jean Perrin), cambió de opinión.
Einsteinhaus
Fue en este apartamento donde durante su tiempo libre desarrolló algunas de las teorías fundamentales y revolucionarias de la física moderna. Desarrolló y escribió entre otras, la teoría de la relatividad, la explicación del efecto fotoeléctrico, la teoría del movimiento browniano y la equivalencia entre masa y energía (E=mc²). Publicó el fruto de su trabajo en cuatro artículos en 1905.
Ilse Rosenthal-Schneider
Ilse Rosenthal-Schneider fue una física y filósofa germano-australiana. Es conocida por su colaboración y correspondencia con los físicos Albert Einstein, Max von Laue y Max Planck. Rosenthal-Schneider obtuvo un doctorado en filosofía en 1920 en la Universidad de Berlín, donde conoció a Albert Einstein. Después de abandonar la Alemania nazi y emigrar a Australia en 1938, se convirtió en tutora en el departamento alemán de la Universidad de Sídney en 1945 y impartió clases de historia y filosofía de la ciencia. En las décadas de 1940 y 1950, intercambió una serie de cartas con Albert Einstein sobre aspectos filosóficos de la física, como la teoría de la relatividad, constantes fundamentales y realidad física. Se mantuvieron en contacto por correspondencia hasta la muerte de Einstein en 1955.
Introducción a la relatividad general
Muchos físicos, incluso el mismo Einstein, intentaron encontrar una teoría que conciliara la ley de la gravedad de Newton con la relatividad especial. Tras varios intentos preliminares Einstein publicó en 1915 su teoría general de la relatividad. Para entender las ideas básicas de esta teoría es muy instructivo seguir los razonamientos de Einstein entre los años 1907 y 1915, desde el experimento mental de un observador en caída libre hasta su teoría completamente geométrica de la gravedad. Así como puede lograrse que la mayoría de los efectos de la gravedad desaparezcan haciendo observaciones en caída libre, también se pueden "producir" observando los objetos en un marco de referencia acelerado. Por ejemplo, un observador encerrado en una habitación no puede saber cuál de estas dos afirmaciones es la correcta:A la inversa, cualquier efecto observado en un marco de referencia acelerado debería observarse en un campo gravitatorio con la fuerza correspondiente. Este principio permitió a Einstein predecir varios efectos nuevos de la gravedad en 1907, tal y como se explica en la siguiente sección.
Ciencias e Hipótesis
En este libro, Poincaré describe cuestiones científicas entonces abiertas con respecto al efecto fotoeléctrico, el movimiento browniano, y la relatividad de las leyes físicas en el espacio. La lectura de este libro inspiró a Albert Einstein la subsiguiente redacción de sus relevantes artículos publicados en 1905, año que ha pasado a los anales de la ciencia como el "Annus Mirabilis" de Einstein.
Cerebro de Albert Einstein
En 1955, 1 hora y 30 minutos después de su muerte, el cerebro de Einstein fue extraído por el patólogo"Thomas Stoltz Harvey", y donado a la ciencia. Harvey inyectó 10% de formol a través de la arteria carótida interna, luego colocó el cerebro intacto en 10% de formol; asimismo, lo fotografió en numerosos ángulos. A continuación, lo diseccionó en 240bloques (cada uno de cerca de 10cm³) y los encapsuló en probetas del plástico colodión. Se conserva en el Departamento de Anatomía de la Universidad de Kansas. La neurocientífica Marian Diamond estudió muestras de distintas partes de este cerebro, y encontró que había un número significativamente mayor de células en la región parietal, comparado con los cerebros de 11varones «normales».
Introducción a la relatividad general
Esta ecuación es referida a menudo en plural como " ecuaciones de Einstein ", puesto que las cantidades G y T son determinados por un conjunto de diez funciones de las coordenadas del espacio, y las ecuaciones equiparan cada una de estas funciones componentes. Sin embargo, a causa de la libertad de cambiar las cuatro coordenadas en las que las ecuaciones se expresan, en realidad hay solo seis ecuaciones físicas que deben cumplirse en cada punto en espacio. describe una geometría particular de el espacio y el tiempo. Por ejemplo, la primera solución que se encontró, apenas un mes después de que Einstein publicara su teoría, fue la métrica de Schwarzschild, que describe la geometría esférica alrededor de una única masa no giratoria, como una estrella o un agujero negro, mientras que la solución de Kerr describe un agujero negro giratorio. Otras soluciones pueden describir una onda gravitatoria o en el caso de la más compleja solución de la Métrica de Friedman-Lemaître-Robertson-Walker, la expansión del universo. La solución más sencilla es por supuesto el espacio-tiempo plano o espacio de Minkowski, que es el espacio-tiempo descrito por la relatividad especial.
Debate Bohr-Einstein
Albert Einstein es por el contrario un tipo fuertemente "intuitivo" y por ello trató siempre de adoptar una interpretación realista de la física. Como todos los intuitivos tiende a enfatizar la 'realidad' de los 'principios generales' y 'leyes universales'. La Teoría 'General' de la Relatividad es un claro ejemplo de búsqueda de un 'principio universal', que para él constituía el objetivo último de la física.
Observatorio Archenhold
Como divulgador científico, Archenhold invitó a muchos de los científicos e investigadores de su tiempo a dar conferencias en las instalaciones del observatorio, incluyendo el geólogo Alfred Wegener (1880-1930), los exploradores Roald Amundsen y Fridtjof Nansen y el físico Hermann Oberth. Asimismo, el 2 de junio de 1915, Albert Einstein dio allí su primera conferencia en público sobre su teoría de la relatividad.
Teoría cuántica antigua
La teoría cuántica antigua es el fruto del trabajo de Max Planck en la emisión y absorción de luz en 1900, y comenzó realmente después de la obra de Albert Einstein sobre los calores específicos de los sólidos. Einstein, seguido por Debye, aplicó los principios cuánticos al movimiento de átomos y explicó la anomalía del calor específico.
Modelo de Einstein
Al utilizar la suposición de cuantización de Planck, la teoría de Einstein era consistente por primera vez con las tendencias observadas en los experimentos. Junto con el efecto fotoeléctrico, se convirtió en una de las más importantes evidencias de la necesidad de la cuantización. Einstein utilizó los niveles del oscilador mecánico cuántico muchos años antes que se desarrollara la mecánica cuántica moderna.
Célula fotoeléctrica
En 1905 Albert Einstein propuso una nueva teoría cuántica de la luz y explicó el efecto fotoeléctrico en un artículo de referencia, por el que recibió el Premio Nobel de Física en 1921.
Theodor Kaluza
Albert Einstein, en 1915, publicó un artículo en el que describía la teoría de la relatividad general, en la cual, el espacio y el tiempo se unen formando el llamado espacio-tiempo, que posee cuatro dimensiones; tres dimensiones espaciales y una temporal. En 1919, Theodor Kaluza intentó unificar la gravedad y el electromagnetismo añadiendo a la relatividad general una dimensión espacial adicional; la gravedad a partir de la relatividad general, y el electromagnetismo a partir de las ecuaciones de Maxwell. Kaluza no publicó su trabajo hasta 1921, aunque previamente le envió un borrador de su trabajo a Albert Einstein quien al principio se mostró entusiasmado para pasar a un escepticismo, finalmente en 1921 reconsideró su posición y animó a Kaluza a publicar su trabajo. En la teoría de Kaluza de cinco dimensiones, gravedad y electromagnetismo son la misma fuerza.
Aberración de la luz
Otras motivaciones importantes para el desarrollo de la relatividad de Einstein fueron el problema del imán en movimiento y del conductor, e indirectamente los infructuosos experimentos de deriva del éter, que ya menciona en la introducción de su primer documento de la relatividad. Einstein escribió en una nota en 1952:
Universo
La teoría general de la relatividad, que fue publicada por Albert Einstein en 1916, implicaba que el cosmos se hallaba en expansión o en contracción. Pero este concepto era totalmente opuesto a la noción de un universo estático, aceptada entonces hasta por el propio Einstein. De ahí que este incluyera en sus cálculos lo que denominó “constante cosmológica”, ajuste mediante el cual intentaba conciliar su teoría con la idea aceptada de un universo estático e inmutable. Sin embargo, ciertos descubrimientos que se sucedieron en los años veinte llevaron a Einstein a decir que el ajuste que había efectuado a su teoría de la relatividad era el ‘mayor error de su vida’. Dichos descubrimientos se realizaron gracias a la instalación de un enorme telescopio de 254 centímetros en el monte Wilson (California). Las observaciones formuladas en los años veinte con la ayuda de este instrumento demostraron que el universo se halla en expansión.
Introducción matemática a la relatividad general
Todas estas ideas fueron recogidas por [[Albert Einstein]], quien empleando las herramientas matemáticas creadas por [[Bernhard Riemann]], [[Tullio Levi-Civita]], [[Gregorio Ricci-Curbastro]] y Erwin Bruno Christoffel, logró construir la "teoría geométrica de la gravedad" que hoy en día conocemos con el nombre de Teoría de la Relatividad General.
Albert Einstein
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.
Albert Einstein
En 1939 se produce su más importante participación en cuestiones mundiales. El Informe Smyth, aunque con sutiles recortes y omisiones, narra la historia de cómo los físicos trataron, sin éxito, de interesar a la Marina y al Ejército en el proyecto atómico. Pero la célebre carta de Einstein a Roosevelt escrita el 2 de agosto fue la que consiguió romper la rigidez de la mentalidad militar. Sin embargo, Einstein, que siente desprecio por la violencia y las guerras, es considerado el «padre de la bomba atómica». En plena Segunda Guerra Mundial apoyó una iniciativa de Robert Oppenheimer para comenzar el programa de desarrollo de armas nucleares conocido como Proyecto Manhattan. En su discurso pronunciado en Nueva York, en diciembre de 1945, expuso:
Teoría de la relatividad especial
La teoría de la relatividad especial, también llamada teoría de la relatividad restringida, es una teoría de la física publicada en 1905 por Albert Einstein. 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 él, cualquier experimento realizado en un sistema de referencia inercial, se desarrollará de manera idéntica en cualquier otro sistema inercial.
Albert Einstein
Einstein, en 1939 decide ejercer su influencia participando en cuestiones políticas que afectan al mundo. Redacta la célebre carta a Roosevelt, para promover el proyecto atómico e impedir que los «enemigos de la humanidad» lo hicieran antes: Durante sus últimos años, Einstein trabajó por integrar en una misma teoría las cuatro interacciones fundamentales, tarea aún inconclusa.
Años 1900
En 1905 el científico alemán Albert Einstein formula la Teoría de la relatividad, una de las más famosas de la historia.La década de 1900 fue marcada por varios asesinatos e intentos de asesinato notables:Coalición que da lugar a la Triple Entente. Acuerdo entre Francia, Reino Unido y el Imperio ruso.
Emanuel Lasker
El trabajo de los matemáticos de Gotinga, sobre todo el del propio David Hilbert, tuvo aplicaciones en muchos campos, entre ellos la teoría de la relatividad de Albert Einstein, cuyo desarrollo Lasker siguió con particular interés. Lasker y Einstein se habían conocido en Alemania en la casa del escritor Alexander Moszkowski y mantuvieron una amistad que Einstein recordó más tarde en el prólogo de una biografía póstuma de Lasker:
Relatividad general
Las ecuaciones de campo de Einstein son no lineales y muy difíciles de resolver. Einstein utilizó los métodos de aproximación en la elaboración de las predicciones iniciales de la teoría. Pero ya en 1916, el astrofísico Karl Schwarzschild encontró la primera solución exacta no trivial de las Ecuaciones de Campo de Einstein, la llamada Métrica de Schwarzschild. Esta solución sentó las bases para la descripción de las etapas finales de un colapso gravitacional, y los objetos que hoy conocemos como agujeros negros. En el mismo año, se iniciaron los primeros pasos hacia la generalización de la solución de Schwarzschild a los objetos con carga eléctrica, obteniéndose así la solución de Reissner-Nordström, ahora asociada con la carga eléctrica de los agujeros negros.
Georg Alexander Pick
Pick encabezó el comité en la (entonces) Universidad Carolina, que designó a Albert Einstein presidente de física matemática en 1911. Mostró a Einstein el trabajo de los matemáticos italianos Gregorio Ricci-Curbastro y Tullio Levi-Civita en el campo del cálculo diferencial absoluto, que más tarde en 1915 ayudó a Einstein a formular con éxito la relatividad general.
Albert Einstein
Einstein se declaró agnóstico, y en ocasiones se declaró también ateo aunque algunos historiadores niegan este extremo. En cierta ocasión, en una reunión, se le preguntó a Einstein si creía o no en un dios a lo que respondió: «Creo en el dios de Spinoza, que es idéntico al orden matemático del Universo». Dijo que creía en el Dios «panteísta» de Baruch Spinoza, pero no en un dios personal, una creencia que criticó. Einstein distingue tres estilos que suelen entremezclarse en la práctica de la religión. El primero está motivado por el miedo y la mala comprensión de la causalidad y, por tanto, tiende a inventar seres sobrenaturales. El segundo es social y moral, motivado por el deseo de apoyo y amor. Ambos tienen un concepto antropomórfico de Dios. El tercero —que Einstein considera el más maduro—, está motivado por un sentido de asombro ante la Naturaleza.
Ley de Hubble-Lemaître
Esta relación se interpretó como una prueba de que el Universo estaba en expansión, aunque Hubble personalmente dudó de dicha interpretación. Posteriormente, los modelos teóricos cosmológicos basados en la teoría de la relatividad general de Albert Einstein permitieron explicar esta expansión, ya que surge de forma natural a partir de las ecuaciones de campo de la teoría. El propio Einstein, quien creía en un principio en un Universo estático, introdujo de forma artificial un término extra a estas ecuaciones, denominado constante cosmológica, para evitar el fenómeno de la expansión. Tras los resultados publicados por Hubble, Einstein se retractó y retiró este término, al que denominó «el mayor error de mi carrera». Einstein haría un famoso viaje a Monte Wilson en 1931 para agradecer a Hubble que proporcionara las bases observacionales de la cosmología moderna.
Suiza
Hay varios científicos suizos que han sido galardonados con el premio Nobel, por ejemplo, el famoso físico alemán nacionalizado suizo Albert Einstein, quien desarrolló la teoría de la relatividad mientras trabajaba en Berna. Más recientemente Vladimir Prelog, Heinrich Rohrer, Richard Ernst, Edmond Fischer, Rolf Zinkernagel y Kurt Wüthrich recibieron el premio Nobel de diversas ciencias. En total, hay 113 ganadores del premio Nobel que tienen alguna conexión con Suiza, y el Premio Nobel de la Paz ha sido entregado nueve veces a organizaciones con sede en el país.
Robert Andrews Millikan
Pero aunque sus resultados confirmaron las predicciones teóricas de Einstein en todos los detalles, Robert A. Millikan mantuvo un espíritu muy conservador sobre los nuevos descubrimientos que se estaban haciendo en la física. Incluso en una versión de sus libros de texto de 1927, seguiría exponiendo la existencia del éter y presentando la teoría de la relatividad de forma cauta. Tanto es así que en su conferencia con motivo de la recepción del en 1923, Millikan volvió a mencionar que «el concepto de cuantos de luz localizados a partir del cual Einstein consiguió su ecuación debe ser considerado aún como lejos de estar establecido».
Big Bang
Además, la teoría de Albert Einstein sobre la relatividad general (segunda década del siglo XX) no admite soluciones estáticas (es decir, el universo debe estar en expansión o en contracción), resultado que él mismo consideró equivocado, y trató de corregir agregando la constante cosmológica. El primero en aplicar formalmente la relatividad a la cosmología, sin considerar la constante cosmológica, fue Alexander Friedman, cuyas ecuaciones describen el universo Friedman-Lemaître-Robertson-Walker, que puede expandirse o contraerse.
Éter (física)
Además, en otro artículo publicado el mismo mes de 1905, Einstein realizó varias observaciones sobre un problema espinoso, el efecto fotoeléctrico. En este trabajo, demostró que la luz puede considerarse como partículas que tienen una «naturaleza de onda». Las partículas obviamente no necesitan un medio para viajar, y por lo tanto, tampoco la luz. Este fue el primer paso que llevaría al desarrollo completo de la mecánica cuántica, en el que la naturaleza ondulatoria y la naturaleza luminosa de la luz se consideran descripciones válidas de la luz. Un resumen del pensamiento de Einstein sobre la hipótesis del éter, la relatividad y los cuantos de luz se puede encontrar en su conferencia de 1909 (originalmente en alemán) «El desarrollo de nuestros puntos de vista sobre la composición y la esencia de la radiación».
Historia del electromagnetismo
Las ahora llamadas ecuaciones de Maxwell demostraban que los campos eléctricos y los campos magnéticos eran manifestaciones de un solo campo electromagnético. Además describía la naturaleza ondulatoria de la luz, mostrándola como una onda electromagnética. Con una sola teoría consistente que describía estos dos fenómenos antes separados, los físicos pudieron realizar varios experimentos prodigiosos e inventos muy útiles como la bombilla eléctrica por Thomas Alva Edison o el generador de corriente alterna por Nikola Tesla. El éxito predictivo de la teoría de Maxwell y la búsqueda de una interpretación coherente de sus implicaciones, fue lo que llevó a Albert Einstein a formular su teoría de la relatividad que se apoyaba en algunos resultados previos de Hendrik Antoon Lorentz y Henri Poincaré.
Éter (física)
Hendrik Lorentz y George Francis FitzGerald ofreció en el marco de la teoría del éter de Lorentz una solución más elegante a cómo el movimiento de un éter absoluto podría ser indetectable (contracción de longitud), pero si sus ecuaciones fueran correctas, la teoría de la relatividad especial de Albert Einstein de 1905 podría generar las mismas matemáticas sin referirse a un éter en absoluto. Esto llevó a la mayoría de los físicos a concluir que esta noción moderna temprana de un éter luminífero no era un concepto útil. Sin embargo, Einstein declaró que esta consideración era demasiado radical y demasiado anticipatoria y que su teoría de la relatividad todavía necesitaba la presencia de un medio con ciertas propiedades.
Evolución del pensamiento matemático desde el hombre primitivo hasta Einstein
Es un dibujo expresionista que también reconoce al revolucionario caso de la investigación atómica, basado principalmente en la teoría de la relatividad de Einstein, así como a la Teoría de los Grupos, Binomio de Newton, Cálculo Diferencial e Integral, Trigonometría, Análisis Combinatorio, Cálculo de Probabilidades, y otros.
Teoría de la relatividad
El 7 de marzo de 2010, la Academia Israelí de Ciencias exhibió públicamente los manuscritos originales de Einstein (redactados en 1905). El documento, que contiene 46 páginas de textos y fórmulas matemáticas escritas a mano, fue donado por Einstein a la Universidad Hebrea de Jerusalén en 1925 con motivo de su inauguración.
El joven Einstein
Albert Einstein, hijo de un fruticultor de Tasmania de comienzos del siglo , logra dividir el átomo de la cerveza con un cincel e inventa así la espuma cervecera. Tras «descubrir» la teoría de la relatividad, viaja a Sídney para patentarla. Una vez allí, inventa también la guitarra eléctrica y el surf, al tiempo que tiene un romance con Marie Curie. Utiliza otro de sus inventos, el "rock and roll", para evitar que el mundo sea destruido por el mal uso de un reactor nuclear, todo bajo la atenta mirada de Charles Darwin.
Universo estático de Einstein
El universo estático de Einstein, también conocido como el universo de Einstein o el universo estático eterno de Einstein, es un modelo relativista del universo propuesto por Albert Einstein en 1917. Poco después de completar la teoría general de la relatividad, Einstein aplicó su nueva teoría de la gravedad al universo en su conjunto. Suponiendo un universo que era estático en el tiempo y poseía una distribución uniforme de materia en las escalas más grandes, Einstein fue llevado a un universo estático y finito de curvatura espacial esférica.