Legendarisk forskare Albert Einstein (1879 - 1955) först förstärktes världen över 1919 efter att brittiska astronomer verifierade förutsägelser om Einsteins allmänna relativitetsteori genom mätningar som gjordes under en total förmörkelse. Einsteins teorier utvidgades på universella lagar formulerade av fysikern Isaac Newton i slutet av sjuttonhundratalet.
Innan E = MC2
Einstein föddes i Tyskland 1879. Han växte upp och tyckte om klassisk musik och spelade fiolen. En berättelse som Einstein gillade att berätta om sin barndom var när han stötte på en magnetisk kompass. Nålens oändliga svängning norrut, styrd av en osynlig kraft, imponerade honom som barn. Kompassen övertygade honom om att det måste finnas "något bakom saker, något djupt dold."
Även som liten pojke var Einstein självförsörjande och tankeväckande. Enligt en berättelse var han en långsam talare, ofta pausade för att överväga vad han skulle säga nästa. Hans syster berättade om den koncentration och uthållighet som han byggde korthus med.
Einsteins första jobb var patentansvarig. 1933 anslöt han sig till personalen på det nyskapade Institute for Advanced Study i Princeton, New Jersey. Han accepterade denna ställning för livet och bodde där till sin död. Einstein är förmodligen bekant för de flesta för sin matematiska ekvation om energin, E = MC2.
E = MC2, ljus och värme
Formeln E = MC2 är förmodligen den mest kända beräkningen från Einsteins speciella relativitetsteori. Formeln säger i princip att energi (E) är lika med massan (m) gånger ljusets hastighet (c) kvadrat (2). I huvudsak betyder det att massa bara är en form av energi. Eftersom hastigheten hos ljuset i kvadratet är ett enormt antal kan en liten mängd massa omvandlas till en fenomenal mängd energi. Eller om det finns mycket energi tillgängligt kan lite energi omvandlas till massa och en ny partikel kan skapas. Kärnreaktorer fungerar till exempel eftersom kärnreaktioner omvandlar små mängder massa till stora mängder energi.
Einstein skrev ett papper baserat på den nya förståelsen av ljusets struktur. Han hävdade att ljus kan fungera som om det består av diskreta, oberoende energipartiklar som liknar gaspartiklar. Några år innan, Max Plancks arbete hade innehöll det första förslaget om diskreta partiklar i energi. Einstein gick dock långt utöver detta och hans revolutionära förslag verkade motsäga den allmänt accepterade teorin om att ljus består av smidigt svängande elektromagnetiska vågor. Einstein visade att ljuskvanta, som han kallade energipartiklar, kunde hjälpa till att förklara fenomen som studeras av experimentella fysiker. Till exempel förklarade han hur ljuset släpper ut elektroner från metaller.
Det fanns en välkänd kinetisk energiteori som förklarade värme som en effekt av det oändliga rörelse av atomer, det var Einstein som föreslog ett sätt att sätta teorin till ett nytt och avgörande experiment testa. Om små men synliga partiklar hängdes upp i en vätska, hävdade han, det oregelbundna bombardemanget av vätskans osynliga atomer bör få de suspenderade partiklarna att röra sig i en slumpmässig jittering mönster. Detta bör observeras genom ett mikroskop. Om den förutsagda rörelsen inte ses, skulle hela kinetiska teorin vara i allvarlig fara. Men en sådan slumpmässig dans av mikroskopiska partiklar hade länge observerats. Med rörelsen demonstrerad i detalj hade Einstein förstärkt den kinetiska teorin och skapat ett kraftfullt nytt verktyg för att studera atomernas rörelse.