Albert+Einstein

INDICE 1.Biografía 2.Trayectoria científica 3.Teorías 4.Curiosidades y anécdotas

= 1.Biografía =

Pasó su juventud en Munich, donde su familia poseía un pequeño taller de máquinas eléctricas. Ya desde muy joven mostraba una curiosidad por la naturaleza y una capacidad notable para entender los conceptos matemáticos más complejos. A la edad de los 15 años, cuando su familia se trasladó a Milán (Italia), a causa de sucesivos fracasos en los negocios, Einstein abandonó la escuela. Viajó a Suiza, donde terminó los estudios secundarios, e ingresó en el Instituto Politécnico Nacional de Zurich. Durante dos años Einstein trabajó dando clases particulares y de profesor suplente. En 1902 consiguió un trabajo estable como examinador en la Oficina Suiza de Patentes en Berna. = = = 2.Trayectoria científica =
 * Albert Einstein ** fue un f ísico alemán nacionalizado estadounidense, premiado con un Nobel de Física (1921). Fue famoso por ser el autor de la teoría de la relatividad y por sus hipótesis sobre la naturaleza corpuscular de la luz. Es uno de los científicos más conocidos del siglo XX. Nació el 14 de marzo de 1879 en Ulm, Württemberg, Alemania y murió en Princeton en 1955.

-En 1905 publicó en Annalen der Physik sus primeros trabajos sobre la teoría de los "quantos" de la luz (conocido actualmente como fotones), la de la relatividad y los movimientos brownianos, y llegó a profesor libre de la Universidad de Berna. -En 1909 fue nombrado profesor adjunto de la de Zurich y en 1910 pasó a enseñar Física teórica en la Universidad alemana de Praga. Dio clases de esta misma disciplina en la Escuela Politécnica zuriquesa (1912). -En 1913, nombrado miembro de la Academia de Prusia, se trasladó a Berlín. -En 1916 se casó en segundas nupcias. Publicó entonces "Die Grundlage der allgemeinen Relativitätstheorie" e inició una serie de viajes a los Estados Unidos, Inglaterra, Francia, China, Japón, Palestina y España (1919-1932). -En 1933 abandonó la Academia de Prusia. Iniciada la persecución nazi contra los judíos, marchó a América y enseñó en el Instituto de Estudios Superiores de Princeton (Nueva Jersey). -En 1945 se retiró a la vida privada, a pesar de lo cual prosiguió intensamente su actividad científica.

__Einstein es uno de los grandes genios de la humanidad__ y en el ámbito de las ciencias físicas __ha llevado a cabo una revolución todavía en marcha__ y cuyos alcances no pueden medirse aún en toda su amplitud.

En su primera formulación (teoría de la relatividad restringida) extendió a los fenómenos ópticos y electromagnéticos el //principio de relatividad galileo-newtoniano//, anteriormente limitado sólo al campo de la Mecánica, y afirmó la validez de las leyes en distintos sistemas. Una de las consecuencias de la relatividad restringida es el descubrimiento de la existencia de una energía E igual a mc^2 en toda masa m. Esta famosa fórmula nos dice que la masa puede transformarse en energía, y viceversa; de ahí el memorable anuncio hecho por Einstein hace cincuenta años sobre la posibilidad de la desintegración de la materia, llevada luego a cabo por Fermi.

El 27 de septiembre aparecía el cuarto artículo de aquel año titulado "¿Depende la inercia de un cuerpo de su contenido de energía?" y mostraba una deducción de la ecuación de la relatividad que relaciona masa y energía. En este artículo se decía que la variación de masa de un objeto que emite una energía L es L/V2, donde V era la notación para la velocidad de la luz usada por Einstein en 1905. Esta ecuación, posiblemente la más famosa de la historia, implica que la energía de un cuerpo en reposo (E) es igual a su masa (m) multiplicada por la velocidad de la luz (c) al cuadrado: E = mc^2
 * -Equivalencia masa energía**



Aquí la distinción entre campo de inercia y de gravitación deja de ser absoluta, puesto que, por ejemplo, respecto de varios individuos situados en un ascensor que caiga de acuerdo con un movimiento uniformemente acelerado, todos los objetos del interior del ascensor se hallan en un campo de inercia (quien dejara suelto entonces un pañuelo vería cómo éste se mantiene inmóvil ante sí), en tanto que para un observador situado fuera, y en relación con el cual el aparato se mueve con un movimiento uniformemente acelerado, el ascensor se comporta como un campo de gravitación.

La relatividad general comporta la previsión teórica de numerosos hechos; así, por ejemplo: la desviación de los rayos luminosos que se aproximan a una masa; la traslación de las rayas espectrales; la del movimiento perihélico de Mercurio, etc. La experiencia ha confirmado plenamente estas previsiones teóricas.

Durante los últimos años de su existencia, Einstein fijó los fundamentos de una tercera teoría, la del "campo unitario", que unifica en un solo sistema tanto las ecuaciones del ámbito electromagnético como las del campo de la gravitación. El desarrollo de esta teoría, dejada por el sabio como herencia, permitirá seguramente la obtención -según observa Infeld, discípulo de Einstein- no sólo de las ecuaciones de ambos campos, sino también de las correspondientes a la teoría de los __quanta__. Entre sus obras deben destacarse Las bases de la teoría general de la relatividad (1916); Sobre la teoría especial y general de la relatividad (1920); Geometría y experiencia(1921) y El significado de la relatividad (1945).

= = Pasamos a explicar su trayectoria científica, así como la explicación de cada teoría. = = = 3.Teorías =

** Los artículos de 1905 **
En el año 1905, Albert Einstein publicó una asombrosa serie de artículos sobre el efecto fotoeléctrico, la teoría especial de la relatividad, la equivalencia entre materia y energía y el movimiento browniano. Estos artículos fueron enviados a la revista "Annalen der Physik" y son conocidos generalmente como los artículos del "Annus Mirabilis" (Año maravilloso, en latín).

**Movimiento Browniano**
El primero de sus artículos de 1905, 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 en sí explicaba el fenómeno haciendo uso de las estadísticas del movimiento térmico de los átomos individuales que forman un fluido. 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.

**Efecto fotoeléctrico**
El 18 de marzo de 1905, aparecía el trabajo de Einstein sobre el efecto fotoeléctrico que le proporcionaría el Premio Nobel de física en 1921. Este segundo artículo 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 propiedades ondulatorias y corpusculares simultáneamente. Este artículo fue uno los pilares básicos de la mecánica cuántica.

Según las teorías de Einstein, __la ley de la propagación de la luz en el vacío__ debe tener, como cualquier otra general de la naturaleza, la misma expresión ya referida, por ejemplo, a una garita ferroviaria o a un vagón de tren en movimiento rectilíneo y uniforme en relación con ésta; dicho en otros términos, la velocidad de la luz no se ajusta a la de los sistemas de referencia que se mueven en línea recta y de manera uniforme respecto del movimiento de la misma luz. En realidad, el experimento de Michelson-Morley, mil veces repetido y comprobado a partir de 1881, había demostrado la diferencia existente entre la velocidad de la luz y la de la Tierra.

__ La relatividad restringida de la cual a continuación hablaremos ofrece la razón de tal hecho, antes inexplicable __. A su vez, la invariabilidad de la velocidad de la luz lleva a la introducción, en Física, de las __ transformaciones de Lorentz __, según las cuales la distancia temporal entre dos acontecimientos y la que separa dos puntos de un cuerpo rígido se hallan en función del movimiento del sistema de referencia. Ello nos libra, en la formulación de las leyes ópticas y electromagnéticas, de la relación con el hipotético sistema fijo "absoluto", rompecabezas metafísico de la Física clásica.

__ El tránsito de la Física clásica a la relatividad restringida representa no sólo un progreso metodológico __. Esta última, en efecto, presenta -como observa Einstein (Sobre la teoría especial y general de la relatividad)- un valor heurístico mucho mayor que el de la Física clásica, por cuanto permite incluir en la teoría, como consecuencia de ella, un notable número de fenómenos, entre los que figuran, por ejemplo, la aparente excepción en la relación de la velocidad de la luz con la de una corriente de agua en el experimento de Fizeau; __el aumento de la masa de los electrones al incrementarse las velocidades de éstos, observado en los rayos catódicos__ y en las emanaciones del radio; la masa de los rayos cósmicos, cuarenta mil veces superior a la de la misma en reposo; __el efecto Doppler__; __el efecto Compton__; la existencia del __fotón__ y la magnitud de su impulso, previstas por Einstein y comprobadas luego experimentalmente; __la cantidad de energía requerida por las masas de los núcleos para__ __la transmutación de los elementos__; l__a fina estructura de las rayas del espectro__, calculada por Sommerfield mediante la Mecánica relativista; __la existencia de los__ __electrones positivos__, __prevista por Dirac__ como solución a ciertas ecuaciones procedentes de la Mecánica de la relatividad__; el magnetismo de los electrones,__ calculado por Dirac con la transformación de las ecuaciones de Schrödinger en las correspondientes de la Mecánica relativista, etc.

**Teoría de la relatividad especial**
Los postulados de la relatividad especial son dos. El primero afirma que todo movimiento es relativo a cualquier otra cosa, y por lo tanto el éter, que se había considerado durante todo el siglo XIX como medio propagador de la luz y como la única cosa absolutamente firme del Universo, con movimiento absoluto y no determinable, quedaba fuera de lugar en la física, que no necesitaba de un concepto semejante (el cual, además, no podía determinarse por ningún experimento). El segundo postulado afirma que la velocidad de la luz es siempre constante con respecto a cualquier observador. De sus premisas teóricas obtuvo una serie de ecuaciones que tuvieron consecuencias importantes e incluso algunas desconcertantes, como el aumento de la masa con la velocidad. Uno de sus resultados más importantes fue la equivalencia entre masa y energía, según la conocida fórmula E=mc², en la que "c" es la velocidad de la luz y "E" representa la energía obtenible por un cuerpo de masa "m" cuando toda su masa sea convertida en energía. Dicha equivalencia entre masa y energía fue demostrada en el laboratorio en el año 1932, y dio lugar a impresionantes aplicaciones concretas en el campo de la física (tanto la fisión nuclear como la fusión termonuclear son procesos en los que una parte de la masa de los átomos se transforma en energía). Los aceleradores de partículas donde se obtiene un incremento de masa son un ejemplo experimental clarísimo de la teoría de la relatividad especial. La teoría también establece que en un sistema en movimiento con respecto a un observador se verifica una dilatación del tiempo; esto se ilustra claramente con la famosa paradoja de los gemelos: "imaginemos a dos gemelos de veinte años, y que uno permaneciera en la Tierra y el otro partiera en una astronave, tan veloz como la luz, hacia una meta distante treinta años luz de la Tierra; al volver la astronave, para el gemelo que se quedó en la Tierra habrían pasado sesenta años; en cambio, para el otro sólo unos pocos días".

** Teoría de la relatividad general **
La teoría de la relatividad general se refiere al caso de movimientos que se producen con velocidad variable y tiene como postulado fundamental el principio de equivalencia, según el cual los efectos producidos por un campo gravitacional equivalen a los producidos por el movimiento acelerado. La revolucionaria hipótesis tomada por Einstein fue provocada por el hecho de que la teoría de la relatividad especial, basada en el principio de la constancia de la velocidad de la luz sea cual sea el movimiento del sistema de referencia en el que se mide (tal y como se demostró en el experimento de Michelson y Morley), NO concuerda con la teoría de la gravitación newtoniana: si la fuerza con que dos cuerpos se atraen depende de la distancia entre ellos, al moverse uno tendría que cambiar al instante la fuerza sentida por el otro, es decir, la interacción tendría una velocidad de propagación infinita, violando la teoría especial de la relatividad que señala que nada puede superar la velocidad de la luz.

Tras varios intentos fallidos de acomodar la interacción gravitatoria con la relatividad, Einstein sugirió que la gravedad no es una fuerza como las otras, sino que es una consecuencia de que el espacio-tiempo se encuentra deformado por la presencia de masa (o energía, que es lo mismo). Entonces, cuerpos como la tierra NO se mueven en órbitas cerradas porque haya una fuerza llamada gravedad, sino que se mueven en lo más parecido a una línea recta, pero en un espacio-tiempo que se encuentra deformado por la presencia del sol. Los cálculos de la relatividad general se realizan en un espacio-tiempo de cuatro dimensiones, tres espaciales y una temporal, al tener que abandonar el concepto de simultaneidad. Sin embargo este universo no es euclidiano. Así, la distancia que separa dos puntos contiguos del espacio-tiempo en este universo es más complejo que en el espacio de Minkowsky.

Con esta teoría se obtienen órbitas planetarias muy similares a las que se obtienen con la mecánica de Newton. Uno de los puntos de discrepancia entre ambas es la anormalmente alargada órbita del planeta Mercurio, que presenta un efecto de rotación del eje mayor de la elipse (aproximadamente un grado cada diez mil años) observado experimentalmente algunos años antes de enunciarse la teoría de la relatividad, y no explicado con las leyes de Newton, sirvió de confirmación experimental de la teoría de Einstein.

Un efecto que corroboró tempranamente la teoría de la relatividad general es la deflexión que sufren los rayos de luz en presencia de campos gravitatorios. Los rayos luminosos, al pasar de una región de un campo gravitatorio a otra, deberían sufrir un desplazamiento en su longitud de onda (el Desplazamiento al rojo de Einstein), lo que fue comprobado midiendo el desplazamiento aparente de una estrella, con respecto a un grupo de estrellas tomadas como referencia, cuando los rayos luminosos provenientes de ella rozaban el Sol. La verificación se llevó a cabo aprovechando un eclipse total de Sol (para evitar el deslumbramiento del observador por los rayos solares, en el momento de ser alcanzados por la estrella); la estrella fue fotografiada dos veces, una en ausencia y otra en presencia del eclipse. Así, midiendo el desplazamiento aparente de la estrella respecto al de las estrellas de referencia, se obtenía el ángulo de desviación que resultó ser muy cercano a lo que Einstein había previsto. El concepto de tiempo resultó profundamente afectado por la relatividad general. Un sorprendente resultado de esta teoría es que el tiempo debe transcurrir más lentamente cuanto más fuerte sea el campo gravitatorio en el que se mida.


 * Estadísticas de Bose-Einstein **

En 1924 Einstein recibió un artículo de un joven físico indio, Satyendranath Bose, denominado "La ley de Plank y la hipótesis del cuanto de luz", describiendo a la luz como un gas de fotones y pidiendo la ayuda de Einstein para su publicación. Einstein se dio cuenta de que el mismo tipo de estadísticas podían aplicarse a grupos de átomos y publicó el artículo, conjuntamente con Bose, en alemán, la lengua más importante en física en la época. Las estadísticas de Bose-Einstein explican el comportamiento de los tipos básicos de particulas elementales denominadas bosones.


 * La Teoría de Campo Unificada **

Partiendo de su teoría de la relatividad general para describir la gravedad, y de la teoría de Maxwell para el electromagnetismo, Einstein buscó una teoría unificada más amplia, que integrase ambas fuerzas (en este momento se sabía muy poco de la fuerza nuclear fuerte y de la débil). Einstein creía que la teoría del campo unificado surgiría de la fusión de la mecánica cuántica con la relatividad general. __En este intento Einstein fracasó,__ ya que en su trabajo no pudo integrar las propiedades intrínsecas de la cuántica. La relatividad general es el instrumento correcto para calcular una respuesta, pero no es la base más precisa para explicar una fuerza. Sin embargo,sí la electrodinámica cuántica.

Aunque las tentativas de Einstein de elaborar una teoría de campo unificado no tuvieron éxito, sus trabajos inspiraron a otros científicos, indicándoles que era posible que las diversas fuerzas de la naturaleza fuesen manifestaciones de un sólo campo unificado.

De esos esfuerzos salen las teorías de campo que unifican las tres fuerzas (la electromagnética, la débil y la fuerte) se denominan "Grandes Teorías Unificadas" o GTU. Por condición previa, las GTU no se proponen una unificación de campo total, ya que no incluyen la gravedad, que es, con mucho, la más débil de las cuatro fuerzas conocidas.

Muchos físicos están convencidos de que, si bien teorías como las GTU han aclarado la dinámica del universo primitivo, mientras no exista una teoría totalmente unificada (que incluya la gravedad) no se podrá describir el origen del universo. Porque si imaginamos que retrocedemos en el tiempo hasta el universo muy primitivo, la temperatura y la energía de interacción de partículas cuánticas pueden aumentar sin límite de modo que llegará un momento en que se penetre en la escala de distancias de Planck. El problema de la gravedad cuántica se plantea inevitablemente si queremos aclarar el origen del universo.

=En contra de Einstein= La controvertida figura del científico alemán Albert Einstein suscitó agrios debates en su época. Un grupo de enemigos de sus teorías en la Alemania Nazi llegó a crear una asociación en su contra, e incluso un hombre fue acusado de promover su asesinato. Por si fuera poco, se publicó el libro titulado "Cien autores en contra de Einstein", cuyo objetivo era evidente. El genio se limitó a decir: __"Si yo no tuviera razón, bastaría con uno solo"__.

= 4.Anécdota s de Albert Einstein =

Einstein siempre se caracterizó por tener una personalidad peculiar y destacan de él determinadas anécdotas como:

> -Aún siendo un niño que no había emitido palabra alguna, estaba cenando con sus padres cuando probó la sopa y dijo: “La sopa está demasiado caliente”. > Los padres sorprendidos le preguntaron: “Si hablas tan bien… ¿por qué no lo hiciste antes?”. A lo que el Einstein respondió: “Porque antes todo había estado en orden” > > -En una conferencia que Einstein dio en el Colegio de Francia, el escritor francés Paul Valery le preguntó: “Profesor Einstein, cuando tiene una idea original, ¿qué hace? ¿La anota en un cuaderno o en una hoja suelta?” A lo que Einstein respondió: “Cuando tengo una idea original no se me olvida”. > > -Einstein tuvo tres nacionalidades: alemana, suiza y estadounidense. Al final de su vida, un periodista le preguntó qué posibles repercusiones habían tenido sobre su fama estos cambios. Einstein respondió: “Si mis teorías hubieran resultado falsas, los estadounidenses dirían que yo era un físico suizo; los suizos, que era un científico alemán; y los alemanes que era un astrónomo judío”. > > -En una reunión social Marilyn Monroe se cruzó con Albert Einstein, ella le sugirió lo siguiente: “Qué dice profesor, deberíamos casarnos y tener un hijo juntos. ¿Se imagina un bebe con mi belleza y su inteligencia?”. Einstein muy seriamente le respondió: “Desafortunadamente temo que el experimento salga a la inversa y terminemos con un hijo con mi belleza y su inteligencia”. > > -Se cuenta que en una reunión social Einstein coincidió con el actor Charles Chaplin. En el transcurso de la conversación, Einstein le dijo a Chaplin: "Lo que he admirado > siempre de usted es que su arte es universal; todo el mundo le comprende y le admira". A lo que Chaplin respondió: "Lo suyo es mucho más digno de respeto; todo el mundo le > admira y casi nadie le comprende".

Curiosidades

> -El pequeño Einstein tení­a dificultades para hablar. Hablaba muy lentamente y muy bajito. Le costaba construir frases enteras. Sus padres temieron que sufriese algún tipo de retraso mental hasta que, con 9 años, comenzó a hablar normalmente. > > -Einstein no aprobó su examen de ingreso en la universidad. Superó las pruebas de ciencias y matemáticas pero suspendió otras materias como historia, idiomas y geografía. Tuvo que acudir a clases particulares y realizar un nuevo examen para acceder a la universidad. > > -Una brújula despertó su interés por la ciencia. Ocurrió cuando Einstein tenía 5 años de edad y se encontraba enfermo en la cama. Su padre le regaló una brújula y el pequeño se quedó fascinado porque la aguja siempre apuntase al mismo lugar, lo que le hizo entender que había fuerzas que impulsaban a las cosas donde aparentemente no había nada. > > -La famosa foto de Albert Einstein sacando la lengua, fue tomada en Marzo de 1951 con la intención de "estropear" la foto de los periodistas, sin embargo, esta foto es una de las más conocidas de este científico y es sin duda un icono de nuestros días. > > -Tenía un coeficiente intelectual de 160. > > -Después su muerte, el cerebro de Einstein fue diseccionado y dividido en 240 bloques para, posteriormente, ser estudiado, con lo que se descubrió que había un número mayor > de células en algunas zonas del cerebro (comparado con un cerebro "normal"). > > -Popularmente se dice que Einstein sacaba malas notas, del orden de 5 y 6, pero en verdad éstas eran las notas más altas, ya que en el sistema de calificación del colegio > suizo en el que estudiaba, la nota máxima era un 6.

Frases célebres > -Si buscas resultados distintos, no hagas siempre lo mismo. > > -Hay dos cosas infinitas: el Universo y la estupidez humana. Y del Universo no estoy seguro. > > -Nunca consideres el estudio como una obligación, sino como una oportunidad para penetrar en el bello y maravilloso mundo del saber. > > -No podemos resolver problemas pensando de la misma manera que cuando los creamos. > > -Cada día sabemos más y entendemos menos. > > -El azar no existe; Dios no juega a los dados. > > -La memoria es la inteligencia de los tontos. > > -La imaginación es mas importante que el conocimiento. > > -Hay una fuerza motriz más poderosa que el vapor, la electricidad y la energía atómica: la voluntad. > > -No sé con qué se luchará la 3ª Guerra Mundial, solo se que la 4ª será con piedras y palos.