Albert Einstein - El año milagroso

Albert Einstein

El año milagroso

A pesar de tener un trabajo diario en la oficina de patentes, Einstein pasó gran parte de su tiempo desarrollando sus propias teorías científicas. En 1905, estaba listo para presentar sus teorías al mundo. Publicó cuatro artículos científicos ese año, cada uno de los cuales cubría un tema diferente, en una revista de física llamadaAnales de Física. Estos artículos fueron pioneros y sentaron las bases de la física moderna. Este estallido de descubrimiento científico es a menudo llamado por los historiadores como el 'Año Milagroso'.

Efecto fotoeléctrico y cuantos de luz

El primer artículo que publicó Einstein en el año milagroso se tituló 'Desde un punto de vista heurístico sobre la producción y transformación de la luz. Este artículo introdujo la idea de que la luz no era una onda continua, sino que estaba compuesta de paquetes que él llamó cuantos. Más tarde, el término 'fotones' se utilizaría para describir las pequeñas partículas de luz de Einstein.

Einstein no solo sacó esta idea de la nada, sino que la dedujo de las teorías científicas actuales y los experimentos realizados por otros físicos. El trabajo de Max Planck (la constante de Planck), así como el trabajo experimental sobre el efecto fotoeléctrico realizado por Philipp Lenard, tuvieron un gran impacto en la teoría de Einstein.

Dibujo del efecto fotoeléctrico
Efecto fotoeléctrico
Fuente: Wikimedia Commons




Esta idea de que la luz existía en cuantos fue inicialmente rechazada por la comunidad científica, incluida la mayoría de los grandes físicos de la época (incluso Max Planck rechazó esta hipótesis). No fue hasta muchos años después, en 1919, cuando los experimentos demostraron la precisión de la teoría de Einstein que la teoría de los fotones se volvió más ampliamente aceptada. Cuando Einstein recibió el Premio Nobel en 1921, se mencionó específicamente su trabajo sobre el efecto fotoeléctrico. Hoy, el fotón es una parte fundamental de la física moderna.

Movimiento browniano

El segundo artículo de Einstein en 1905 no fue tan innovador como el primero, pero resultó ser un hito importante en la historia de la física. El papel se tituló 'Sobre el movimiento de pequeñas partículas suspendidas en un líquido estacionario, como lo requiere la teoría cinética molecular del calor.'

En este artículo, Einstein utilizó el movimiento aleatorio de moléculas para explicar el movimiento browniano en líquido. Hasta este momento, explicar el movimiento browniano en líquido había sido un obstáculo en el esfuerzo por demostrar la existencia de moléculas y átomos. Mediante el uso de la física estadística, Einstein pudo explicar cómo los pequeños efectos aleatorios de millones de moléculas diminutas podrían causar el movimiento de una partícula más grande (es decir, el movimiento browniano). Este artículo no solo demostró la existencia de moléculas y átomos, sino que también demostró la importancia de la física estadística en la ciencia.

Gráfico codificado por colores del movimiento browniano
Gráfico que muestra la difusión de partículas brownianas
Fuente: Termodinámica estadística de desequilibrio


Relatividad especial

El tercer artículo de Einstein de 1905 se tituló 'Sobre la electrodinámica de los cuerpos en movimiento. Este artículo se conocería más tarde como Teoría de la relatividad especial de Einstein. Este artículo introdujo cambios importantes en la mecánica de la física a medida que la velocidad relativa entre objetos se acercaba a la velocidad de la luz. Los resultados de la teoría de Einstein introdujeron varios conceptos innovadores, incluida la idea de que el tiempo, la masa y el espacio no son constantes para los objetos que se mueven a diferentes velocidades.

En el artículo, Einstein postuló que la velocidad de la luz, sin embargo, siempre era constante. No cambió según la velocidad relativa del observador y la fuente de luz. Luego exploró la idea de eventos simultáneos y concluyó que los eventos que parecían simultáneos para un observador pueden no parecer simultáneos para otro observador. A diferencia de muchos artículos científicos, Einstein explicó su nueva teoría describiendo experimentos mentales en lugar de matemáticas complejas. Usó el ejemplo de una persona que viaja en un tren versus una que está parada en la plataforma para ilustrar cómo funcionaba su teoría.

Einstein también afirmó que el misterioso 'éter' que los científicos habían estado tratando de definir durante cientos de años no existía. Puede que esto no suene innovador hoy en día, pero el concepto de 'éter' era una idea importante en física en ese momento. Descartar la idea del 'éter' fue una afirmación atrevida y cambió el curso de la física.

Retrato de Hendrik Lorentz
Einstein se basó en el trabajo del físico holandés
Hendrik Lorentz al definir la relatividad especial

Fuente: Biblioteca Real


Equivalencia masa-energía

El artículo final del año milagroso de Einstein se tituló '¿Depende la inercia de un cuerpo de su contenido energético?Este artículo presentó una de las ecuaciones científicas más famosas de la historia: E = mc2. Este artículo utilizó algunos de los conceptos que Einstein propuso por primera vez en su artículo sobre la relatividad especial. Demostró que la masa de un objeto es la medida del contenido energético del objeto. Básicamente, la masa y la energía eran lo mismo.

Esta idea, y la famosa ecuación de Einstein, tenían enormes implicaciones. La ecuación demostró que incluso una pequeña cantidad de masa contenía enormes cantidades de energía. Si observa la ecuación de Einstein, verá que la energía (E) es igual a la masa (m) multiplicada por el cuadrado de la velocidad de la luz (c). La velocidad de la luz (c) es una constante y un gran número (aproximadamente 300.000 km / seg o 186.000 millas / seg). Entonces, incluso una pequeña cantidad de masa multiplicada por c2va a haber mucha energía. Esta idea finalmente condujo a la bomba atómica y la energía nuclear.

Einstein
La famosa fórmula de Einstein E = mc2
Autor: Derek Jensen


Dato interesante

Einstein también presentó su disertación 'Una nueva determinación de las dimensiones moleculares'durante 1905 lo que le valió un doctorado en física de la Universidad de Zurich.



Contenido de la biografía de Albert Einstein
  1. Descripción general
  2. Creciendo como Einstein
  3. Educación, Oficina de Patentes y Matrimonio
  4. El año milagroso
  5. Teoría de la relatividad general
  6. Carrera académica y Premio Nobel
  7. Dejando Alemania y la Segunda Guerra Mundial
  8. Más descubrimientos
  9. Vida posterior y muerte
  10. Citas y bibliografía de Albert Einstein
>> Inventores y científicos

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