Эйнштейн что открыл и изобрел
Эйнштейн: биография, личная жизнь, достижения в науке
Эйнштейн: биография ученого: Pixabay
Кем был Эйнштейн? Автор восьми теорий, он, по сути, создал современную физику. За свою жизнь ученый написал 450 научных, публицистических и философских трудов, которые до сих пор не утратили актуальности. Итак, Эйнштейн, биография и достижения которого определили развитие физики на годы вперед, — предмет нашей статьи.
Биография Эйнштейна: детство, образование
Будущий ученый появился на свет в городке Ульм, который находится на землях Королевства Вюртемберг. Когда родился Эйнштейн? Случилось это в 1879 году, не слишком погожим днем — 14 марта.
Кто родители Альберта? Итак:
Узнайте, как сформировалось мировоззрение будущего талантливого ученого:
Детство
Родина Эйнштейна была захолустьем. Потому, едва мальчику исполнилось немного более года (1880), семья переехала в Мюнхен. В этом богатом городе отец основал фирму, которая торговала электрооборудованием. Помогал вести дела Герману его родной брат Якоб.
С шести лет мальчик по желанию мамы осваивал скрипку. С этим инструментом Альберт Эйнштейн, краткая биография которого приведена здесь, не расставался всю жизнь.
Юный Эйнштейн образование свое начал в католической школе, в которую его определили родители. Вплоть до 12 лет он был чрезвычайно религиозным. Позднее взгляды Альберта изменились — мальчик стал убежденным материалистом.
Образование продолжилась в гимназии. Здесь мальчик:
Эйнштейн в детстве: Wikipedia
Отец Альберта с братом Якобом потеряли доходы в Мюнхене и в 1894 году решили перебраться в Италию. Фирму перенесли в Павию (под Миланом). Альберт остался в Германии, чтобы окончить гимназию. Однако аттестат он так и не получил и в 1895 уехал к семье.
Эйнштейн: юность
Документ о среднем образовании Альберт Эйнштейн все же вынужден был получить после провала, случившегося в 1895 году на вступительных экзаменах в Политехникум Цюриха. Юноша продемонстрировал:
Аттестат Эйнштейну выдали в Швейцарии (город Арау). Он окончил выпускной класс и всерьез заинтересовался физикой. Политехникум открыл двери перед Альбертом в 1896-м. Юношу приняли на педагогический факультет. Тогда же он отказался от германского подданства.
Альберт Эйнштейн, открытия которому еще только предстояло сделать, оканчивает Политехникум в 1900 году. Несмотря на скромные оценки, полученные на выпускных экзаменах, таланты юноши у многих преподавателей вызывали восторг. Тем не менее никто из них не помог Альберту устроиться в жизни. Ему пришлось забыть на время о научной деятельности.
Эйнштейн в молодости: Wikipedia
Альберт Эйнштейн: открытия и достижения в науке
Получив диплом Политехникума, Эйнштейн, биография которого знавала немало трудных моментов, остается фактически без средств к существованию. Он:
В июле 1902 года Эйнштейна принимают в Бернское патентное бюро. Здесь он в качестве эксперта трудится до 1909-го.
Вплоть до 1905 года мало кто знал, кто такой Альберт Эйнштейн. Пытаясь пробиться, он писал аннотации на чужие статьи, которые публиковались в немецком издании «Анналы физики». Приобретенный авторитет позволил молодому ученому издать там и свои статьи. Они и заложили фундамент новой теоретической физики.
Вот что сделал Эйнштейн для науки:
Специальная теория относительности
В 1907 году теоретик разработал постулаты, объяснявшие связь, которая существует между массой и энергией. Их всего два:
Все это укладывалось в элегантную формулу: E = mc².
Квантовая теория фотоэффекта
Эйнштейн вывел тезис, который подтверждал, что свет распространяется дискретно, то есть определенными частицами или порциями. Причем он же предположил, что дискретным является:
Частицы света впоследствии начали именовать квантами.
Статистико-математическая модель броуновского движения
Броуновским движением называют хаотическое перемещение частиц. Описал это явление Роберт Броун в 1827 году. Модель была создана Эйнштейном под влиянием молекулярной теории. Она позволяла сделать следующее:
Данная работа была засчитана Эйнштейну как диссертация. В 1905 году он стал доктором философии в Политехникуме.
Общая теория относительности
Эта теория базируется на простой идее, гласящей, что тяготение — это сила, носителем которой следует считать пространство-время.
В 1915 году Эйнштейн вывел принцип эквивалентности, базирующийся на неевклидовой геометрии и четырех измерениях. Он гласил, что гравитация — проявление всех свойств неевклидового пространства. Также Эйнштейн позволил себе присвоить четырехмерному пространству-времени ряд физических атрибутов.
Общая теория относительности помогает объяснить феномен искривления пространства-времени наличием в нем материи. При этом ученый указал, что на силу искривления влияет мощность энергии, хранимой материей.
Кроме того, физик разработал ряд других теорий:
Альберт Эйнштейн: факты, личная жизнь, последние годы
Эйнштейн за свою жизнь неоднократно менял работу и место жительства. Так он:
Многолетние исследования Эйнштейна мировое сообщество оценивает по достоинству только в 1921 году. В этот год физик получает Нобелевскую премию. Вручают ее в 1922-м, но не за теорию относительности, а за доказанную уже опытами теорию фотоэффекта.
Жизнь в Германии становится невозможной после прихода к власти в 1932 году нацистов. Эйнштейн, еврей по национальности, уезжает в США. Его труды на родине называют лженаучными, а за голову физика назначают денежное вознаграждение.
В Америке ученый работает в Принстонском университете. В 1940 году он становится гражданином США.
Личная жизнь физика была не менее насыщенной, чем научная:
Мария Винтелер
Первой девушкой, покорившей сердце Альберта, стала Мария Винтелер. Познакомились они, когда юноша учился в Политехникуме. Роман этот был пылким, но не слишком долгим: Альберт к избраннице охладел, и свадьба не состоялась.
Милева Марич
Серьезные отношения сложились с коллегой Милевой Марич, брак зарегистрировали 6 января 1903 года. У четы появилась дочь Лизерль. Она скончалась от скарлатины, не дожив до года. Позднее родились два сына — Ганс Альберт и Эдуард.
Развод произошел в 1919 году. Почему — неизвестно: одни источники винят ревнивый нрав супруги, другие намекают на ее неверность.
Эйнштейн с женой Милевой: Wikipedia
Эльза
Второй брак физик заключил через несколько месяцев после развода. Избранницу звали Эльзой. Она была кузиной Эйнштейна (причем как по маминой, так и по отцовой линии). Ее двух девочек ученый удочерил.
Брак продлился до смерти Эльзы в 1936 году. Овдовевший Эйнштейн жил тихо в своем доме в Принстоне, деля его с сестрой Майей, падчерицей Марго, котом и собакой.
К концу 1954 года самочувствие физика ухудшилось. В начале следующего, 1955-го, он составил завещание и уведомил друзей о завершении своей миссии на Земле. До последних дней ученый сохранял ясность ума и чувство юмора.
Эйнштейн: биография: Wikipedia
Эйнштейн, биография которого описана в статье, оставил после себя огромное наследство, бесценное с научной точки зрения. Именно его гений поднял теоретическую физику на невиданные доселе высоты.
Узнавайте обо всем первыми
Подпишитесь и узнавайте о свежих новостях Казахстана, фото, видео и других эксклюзивах.
Холодильник, блузка, слуховой аппарат. Что и как изобретал Альберт Эйнштейн
Альберт Эйнштейн – человек XX века по версии журнала «Time». Его работыперевернули развитие фундаментальной физики и наш взгляд на мир. Но одной теорией его гений обойтись не смог – Эйнштейн также является автором многих патентов на изобретения в различных странах. И даже дизайна блузки.
Человек столетия
В конце двадцатого века журнал «Time» предложил выдающимся политикам, общественным активистам и деятелям искусства выбрать человека столетия. По итогам был составлен список из ста самых влиятельных людей, и возглавил его Альберт Эйнштейн.
Удивляться не приходится: двадцатый век общепризнанно стал веком науки, и вклад Эйнштейна в нее трудно переоценить. Он изменил наш взгляд на пространство и время, вещество, энергию, создал новую теорию гравитацию. Немногим удалось, завоевав популярность прижизненно, сохранять ее в течении стольких лет и в настоящее время.
«Драмкружок, кружок по фото. »
Но удивительно незаметно для широкой общественности развивалась и другая сторона жизни Альберта Эйнштейна. Будучи великим физиком-теоретиком, он также был изобретателем и получил более пятидесяти патентов в разных странах.
Основную часть времени Эйнштейн, конечно, посвящал теоретической физике. Но в свободное время он работал над решением математических проблем в других областях или практических задач. Среди его главных работ можно выделить следующие: охлаждающую систему, разработанную вместе с Лео Сзилардом, систему воспроизведения звука в соавторстве с Рудольфом Голдшмидтом и автоматическую камеру с Густавом Баки. Что еще более удивительно, Эйнштейн является обладателем патента на дизайн блузы.
Помимо охлаждающей системы, остальные патенты Эйнштейна не получили широкого распространения и представляют собой исключительно историческую значимость. Но, обо всем по порядку.
Схема холодильника Эйнштейна-Сзиларда.
Безопасный холодильник
Первые патента Эйнштейна были посвящены охлаждающим системам или простыми словами, холодильникам. С 1926 по 1933 год он работал над этой проблемой совместно с Лео Сзилардом, выдающимся физиком венгерского происхождения, участником Манхеттенского проекта.
Базовый принцип работы холодильника прост: некоторая охлаждающая жидкость циркулирует вокруг объекта и забирает у него тепло — таким образом происходит охлаждение. Чаще всего в качестве охлаждающей жидкости выступает сжиженный газ. Выполнив свою функцию, газ нагревается и переводится в большую нишу, где, расширяясь, снова охлаждается. Затем охладитель сжижается компрессором и процесс начинается заново.
Во времена Эйнштейна в качестве охлаждающего газа использовались токсичные диоксид серы, метилхлорид и аммиак. Случаи отравления и даже смерти целых семей были нередки. Эйнштейн воспринял одну из таких трагедий близко к сердцу и задался целю создать холодильник, в котором не было бы движущихся и токсичных частей, убрав компрессор и токсичные газы.
Альберт Эйнштейн и Лео Сзилард.
Электромагнитное сердце
Основой холодильника Эйнштейна и Сзиларда стал электромагнитный насос, без прокладок и затворок, которые могут дать течь или сломаться: вместо этого они предложили концепцию человеческого сердца, которое качает кровь по организму за счет сокращения и растяжения мышц. Сплав калия и натрия под действием переменного магнитного поля совершает периодические движения, сжижая и расширяя охлаждающий газ.
Сзилард и Эйнштейн подали более 45 заявок на патенты в шести разных странах, но распространения их охлаждающая система не получила. Прототип оказался очень шумным, а последовавшая в 30-х годах Великая депрессия в целом подпортила благосостояние многих производителей. К тому же, с внедрением нетоксичного фреона отпала необходимость повышать безопасность холодильников. Изобретение Эйнштейна и Сзиларда, однако, позже нашло свое применение в 50-х годах, в технологии ядерных реакторов-размножителей.
Патент Альберта Эйнштейна и Рудольфа Голдшмидта.
Акустический слуховой аппарат
В 1922 году к Эйнштейну за экспертным мнением по поводу одной из своих разработок обратился Рудольф Голдшмидт, немецкий инженер и изобретатель. С тех пор они находились в постоянном контакте и в 1934 году запатентовали «Аппарат электромагнитного воспроизведения звука».
История этого изобретения такова: знакомая Эйнштейна, выдающаяся певица Ольга Эйснер стала терять слух, что является настоящей трагедией для любого музыканта. Эйнштейн попросил помощи Голдшмидта, чтобы создать для нее новый тип звукового аппарата.
В результате Эйнштейн и Голдшмидт запатентовали изобретение со следующим описанием: «Устройство, специально разработанное для воспроизведения звука, в котором изменения электрического тока создают движение намагниченного тела вследствие магнитострикции». Магнитострикция – явление, возникающее, например, если плотно обвить железный сердечник проводом и пустить сквозь него ток. Провод создает магнитное поле, которое, в свою очередь, меняет форму сердечника. Вибрации сердечника будут соответствовать изменению силы тока.
Предполагалось передавать вибрации сердечника через некоторого рода мембрану, которая прикреплялась бы к черепу – создать электро-акустический слуховой прибор. К сожалению, дальнейшего развития изобретение Эйнштейна-Голдшмидта не получило, а впоследствии получили развитие электронные слуховые аппараты, которые способны во много раз усиливать звуковые волны. Необходимость в электро-акустических технологиях отпала.
Схема камеры Эйнштейна-Баки.
Первая самонастраивающаяся камера
Вместе со своим давним другом Густавом Питером Баки Эйнштейн изобрел самонастраивающуюся камеру. Это произошло за несколько лет до того, как Кодак представил миру Super Six-20, известную как первая автоматическая камера — хотя стоит отметить, что Кодак и Эйнштейн-Баки использовали разные принципы работы. Камера стала изобретением, в котором Эйнштейн впервые использовал собственные физические наработки, а именно открытое им явление фотоэффекта, за которое он и был удостоен Нобелевской премии по физике в 1921 году.
Камера была запатентована в 1936 году, ее главным отличием была «адаптация к количеству света, попадающему на фотопластинку, в зависимости от освещенности и фотографируемого объекта». В ней свет попадал на фотоэлектрическую ячейку, которая вырабатывает электрической ток под действием света. При этом между ячейкой и основной линзой находился барабан с различными затемняющими пластинами. Количество попадающего на фотоячейку света определяло угол, под которым должен повернуться барабан, и какой именно фильтр нужен в данных условиях.
И даже дизайнер?
Удивительно, но факт – Эйнштейна интересовал и дизайн одежды. В 1935 году Густав Баки в своем письме пожаловался ему, что Эмиль Майер, поверенный по делам Эйнштейна и Баки, подал заявку на патентование непромокаемой одежды без их ведома.
Возможно, эта заявка в итоге была аннулирована. Однако, как показывают записи, в 1936 году в США Эйнштейн получил патент на дизайн блузы. Модель «Альберт Эйнштейн» представлена на рисунке, и главными ее отличительными чертами были заявлены боковые прорези, также служившие рукавами, и центральная часть, идущая от воротничка к талии. К сожалению, доподлинно неизвестно, сколько экземпляров было пошито и кто красовался в блузе от именитого физика.
vova_91
Всё самое интересное в одном журнале
В ноябре 1930 года физики Альберт Эйнштейн и Лео Силард получили патент на холодильник собственной конструкции. Устройство, к сожалению, не получило распространения и не было запущено в производство. Это устройство было не единственным изобретением Альберта Эйнштейна. Мы решили рассказать о пяти известных разработках прославленного физика.
Холодильник Эйнштейна представлял собой абсорбционный холодильник. Разрабатывать устройство физики Альберт Эйнштейн и Лео Силард начали в 1926 году. Запатентовано оно было 11 ноября 1930 года. К идее создать новый холодильник физиков подтолкнул случай, о котором они прочли в газете. В заметке говорилось об инциденте, произошедшем в одной берлинской семье. Члены этой семьи получили отравление из-за утечки диоксида серы из холодильника.
Предложенный Эйнштейном и Силардом холодильник не имел движущихся частей, в нем использовался относительно безопасный спирт.
Несмотря на то, что Эйнштейн получил патент на своё изобретение, его модель холодильника не была запущена в производство. Права на патент купила фирма «Электролюкс» в 1930 году. Так как холодильники, использующие компрессор и газ фреон, были более эффективными, они вытеснили холодильник Эйнштейна. Единственный экземпляр бесследно исчез, осталось лишь несколько его фотографий.
В 2008 году группа ученых из Оксфордского университета в течение трёх лет занималась созданием и развитием прототипа холодильника Эйнштейна.
Фото: Wikimedia Commons
Рудольф Гольдшмидт и Альберт Эйнштейн 10 января 1934 года получили патент на магнитострикционный громкоговоритель. Название патента звучало как «Устройство, в частности, для звуковоспроизводящей системы, в котором изменения электрического тока вследствие магнитострикции вызывают движение магнитного тела».
Предполагалось, что этот аппарат будет служить, в первую очередь, в качестве, слухового аппарата. Общими друзьями Эйнштейна и Гольдшмидта были супруги певица Ольга и пианист Бруно Айзнер. Ольга Айзнер плохо слышала. Гольдшмидт и Эйнштейн взялся ей помочь. Был ли создан прототип подобного громкоговорителя неизвестно.
27 октября 1936 г. Букки и Эйнштейн получили патент на фотокамеру, автоматически подстраивающуюся под уровень освещенности. Такая фотокамера помимо объектива имела еще одно отверстие, через которое свет попадал на фотоэлемент. При попадании фотонов на фотоэлемент вырабатывался электрический ток, который поворачивал находящийся между линзами объектива кольцевой сегмент. Поворот сегмента тем больше, а, следовательно, затемнение объектива тем сильнее, чем ярче освещен объект.
ИНДУКЦИОННАЯ ПОДВЕСКА ЭЙНШТЕЙНА
Эйнштейн принимал участие в разработке гирокомпаса. Известно, что он сотрудничал с Аншютцем в разработке устройства. Эйнштейн, в частности, придумал, как осуществить центровку гиросферы в вертикальном и горизонтальном направлениях, предложив так называемую схему индукционной подвески.
ИЗМЕРИТЕЛЬ ОЧЕНЬ МАЛЫХ НАПРЯЖЕНИЙ
Эйнштейн совместно с Конрадом Габихтом сконструировали в 1908 г. прибор, измеряющий напряжения до 0,0005 вольт. Вот как Эйнштейн пишет о своем изобретении: «Для того чтобы экспериментировать с напряжениями менее 0,1 В, я соорудил электрометр и источник напряжения. Вам не отделаться усмешкой, когда Вы увидите тот шедевр, что я сварганил».
Эйнштейн что открыл и изобрел
Эйнштейн разработал частную и общую теории относительности, являясь автором основополагающих трудов по квантовой теории света. Именно Альберт Эйнштейн ввел понятие «фотон», разработал и обосновал законы фотоэффекта, основной закон фотохимии, предсказал индуцированное излучение. Альберт Эйнштейн развил статистическую теорию броуновского движения, заложил основы теории флуктуации, создал квантовую статистику Бозе-Эйнштейна.
В 1905 году случился переворот в мире науки, произошло величайшее открытие. Молодой неизвестный ученый, работающий в бюро патентов в швейцарском городе Берн, сформулировал революционную теорию.
Эйнштейн однажды сказал, что все теории нужно объяснять детям. Если они не поймут объяснения, то значит теория бессмысленна. Будучи ребенком, Эйнштейн однажды прочитал детскую книжку об электричестве, тогда оно только появлялось, и простой телеграф казался чудом. Эта книжка была написана неким Бернштейном, в ней он предлагал читателю представить себя едущим внутри провода вместе с сигналом. Можно сказать, что тогда в голове Эйнштейна и зародилась его революционная теория.
В юношестве, вдохновленный своим впечатлением от той книги, Эйнштейн представлял себе, как он двигается вместе с лучом света. Он обдумывал эту мысль 10 лет, включая в размышления понятие света, времени и пространства.
Он осознал, что теория Ньютона, согласно которой время и пространство неизменны, была неправильной, если ее применить к скорости света. С этого и началась формулировка того, что он назвал теорией относительности.
В мире, который описывал Ньютон, время и пространство были отделены друг от друга: когда на Земле 10 часов утра, то такое же время было и на Венере, и на Юпитере, и по всей Вселенной. Время было тем, что никогда не отклонялось и не останавливалось. Но Эйнштейн по-другому воспринимал время.
Время – это река, которая извивается вокруг звезд, замедляясь и ускоряясь. А если пространство и время могут изменяться, то меняются и наши представления об атомах, телах и вообще о Вселенной!
Эйнштейн демонстрировал свою теорию с помощью так называемых мыслительных экспериментов. Самый известный из них – это «парадокс близнецов». Итак, у нас есть двое близнецов, один из которых улетает в космос на ракете. Так как она летит почти со скоростью света, время внутри нее замедляется. После возвращения этого близнеца на Землю оказывается, что он моложе того, кто остался на планете. Итак, время в разных частях Вселенной идет по-разному. Это зависит от скорости: чем быстрее вы движетесь, тем медленнее для вас идет время.
Этот эксперимент в какой-то степени проводится с космонавтами на орбите. Если человек находится в открытом космосе, то время для него идет медленней. На космической станции время идет медленней. Этот феномен затрагивает и спутники. Возьмем, например, спутники GPS: они показывают ваше положение на планете с точностью до нескольких метров. Спутники движутся вокруг Земли со скоростью 29000 км/ч, поэтому к ним применимы постулаты теории относительности. Это нужно учитывать, ведь если в космосе часы идут медленнее, то синхронизация с земным временем собьется и система GPS не будет работать.
Через несколько месяцев после опубликования теории относительности Эйнштейн сделал следующее великое открытие: самое известное уравнение всех времен.
Эта формула показывала и на то, что в маленьком предмете может быть заключена огромная энергия. Представьте себе, что вам бросают бейсбольный мяч и вы его ловите. Чем сильнее его бросят, тем большей энергией он будет обладать.
Теперь что касается состояния покоя. Когда Эйнштейн выводил свои формулы, он обнаружил, что даже в состоянии покоя тело обладает энергией. Посчитав это значение по формуле, вы увидите, что энергия поистине огромна.
Открытие Эйнштейна было огромным научным скачком. Это был первый взор на мощь атома. Не успели ученые полностью осознать это открытие, как случилось следующее, которое вновь повергло всех в шок.
Эйнштейн что открыл и изобрел
Если вы всегда мечтали разобраться в физике, уловить смысл знаменитой формулы Эйнштейна E=mc² и понять самые странные законы Вселенной, то теперь у вас есть такая возможность. В нашей новой книге вы найдете простые объяснения важнейших научных теорий о времени и пространстве, гравитации и скорости света, массе и энергии. Готовьтесь к тому, что ваше представление о мироустройстве изменится раз и навсегда. А сейчас — несколько занимательных отрывков.
Эластичность времени и пространства на практике
Для движущегося объекта время замедляется, а пространство сжимается (однако этот эффект будет заметен только при очень большой скорости). К такому интересному теоретическому выводу пришел Эйнштейн еще в начале XX века.
Эта теория была проверена на практике во второй половине 1990-х годов с помощью синхротрона в Брукхейвенской национальной лаборатории. Ученые создали устройство, которое генерировало пучок мюонов, движущийся по кольцу диаметром 14 метров со скоростью, составляющей 99,94% от скорости света. Мюоны — это частицы, во многом идентичные электронам, только более тяжелые. Живут они всего 2,2 микросекунды.
При такой продолжительности жизни мюоны, двигаясь по кругу, должны успевать сделать 15 оборотов до своего распада. В действительности они делали более 400 оборотов, что означает увеличение продолжительности жизни в 29 раз — до 60 микросекунд. Это факт, установленный в ходе эксперимента.
Тот самый синхротрон. Источник
Разумеется, в конце 90-х годов ХХ столетия теория Эйнштейна уже получила всеобщее признание. Ученых интересовали другие свойства мюонов, и увеличение продолжительности их жизни оказалось просто бонусом, позволившим наблюдать за мюонами в 29 раз дольше.
Итак, мы должны сделать вывод об эластичности времени, поскольку об этом говорят результаты эксперимента. Скорость течения времени меняется от человека к человеку (или от мюона к мюону) в зависимости от скорости их движения.
Но мы кое-что упустили (как будто нам мало странного поведения времени). Вернемся к мюонам, быстро движущимся в ускорителе. Давайте разместим в кольце небольшую финишную черту и подсчитаем, сколько раз мюоны пересекут ее, прежде чем погибнуть. С точки зрения стороннего наблюдателя они пересекут ее 400 раз. А с точки зрения движущегося мюона? Тоже 400, в противном случае все это было бы полной бессмыслицей.
Проблема в том, что если бы мы двигались вместе с мюонами, то, согласно нашим наблюдениям, их жизнь составляла бы всего 2,2 микросекунды. Тем не менее за этот короткий срок мюоны должны успеть сделать более 400 оборотов в ускорителе. Так что же происходит? 400 оборотов за 2,2 микросекунды кажутся совершенно невозможными.
К счастью, из этой ситуации есть выход: можно представить, что в восприятии мюона кольцо становится меньше. Чтобы быть полностью последовательными, длина кольца, которую определили вы с мюоном, должна уменьшиться ровно настолько, насколько, с точки зрения стороннего наблюдателя, увеличилась продолжительность жизни мюона.
Получается, что изменчиво не только время, но и пространство! Как и замедление времени, это реальный эффект, а не иллюзия.
Как Эйнштейн нас спасет
Открытие, что течение времени может замедляться, а расстояние — сжиматься, выглядит достаточно странным даже по отношению к субатомным частицам, но рассуждения Эйнштейна применимы в равной мере и к объектам размером с человека.
Однажды нам даже, быть может, придется положиться на это необычное явление ради выживания. Представьте себе жизнь на Земле в далеком будущем. Через несколько миллиардов лет Солнце уже не только не будет стабильным источником света, поддерживающим жизнь на нашей планете, но и превратится в непредсказуемого клокочущего монстра, который может поглотить Землю в своей агонии.
Если человечество не погибнет гораздо раньше по иной причине, ему придется покинуть дом предков и искать счастья среди звезд. Млечный Путь, наш местный спиральный остров в космосе, состоит из сотни миллиардов звезд и имеет 100 тысяч световых лет в диаметре. Это означает, что свету требуется 100 тысяч лет, чтобы пересечь галактику, — с точки зрения наблюдателя на Земле.
Может показаться, что распространение человечества в пределах Млечного Пути всегда будет ограничено лишь крошечной частью звезд, расположенных неподалеку (по астрономическим масштабам) от нашего дома, так как вряд ли можно ожидать путешествия в удаленные уголки галактики, куда сам свет добирается только за 100 тысяч лет. Но нас спасет Эйнштейн.
Возможно, когда-нибудь люди долетят до другой галактики. Источник
Если бы мы могли построить космический корабль, который бы развивал скорость, близкую к скорости света, то расстояние до звезд сократилось бы, причем тем сильнее, чем ближе скорость корабля будет к скорости света. Если мы достигнем скорости в 99,99999999% от скорости света, то сможем пролететь весь Млечный Путь и даже путь до ближайшей галактики (туманности Андромеды, находящейся почти в 3 миллионах световых лет от нас) за каких-то 50 лет.
Правда, это очень сложная задача, особенно с точки зрения мощности двигателей корабля, необходимой для такого разгона, но главное в том, что искривление пространства и времени позволяет путешествовать в отдаленные части Вселенной за реально воспринимаемое время.
Если бы вы входили в состав первой экспедиции к туманности Андромеды, до которой добрались бы за 50 лет, то ваши дети, рожденные в космосе, могли бы захотеть вернуться в мир своих родителей, чтобы взглянуть на Землю собственными глазами. Если бы вы развернули корабль и вернулись за 50 лет на околоземную орбиту, вся продолжительность экспедиции составила бы 100 лет. Но за это время для обитателей Земли прошло бы шокирующих 6 миллионов лет. Эйнштейн открыл нам глаза на очень странный и удивительный мир.
Масса и энергия
Эйнштейн заложил фундамент, на котором зиждется вся современная физика. Источник
Как видим, энергия, связанная с определенной массой, рассчитывается по формуле, один из элементов которой представляет собой квадрат скорости света. Так как скорость света огромна, нет ничего удивительного в том, что даже в достаточно малой массе заключена невероятно большая энергия. Если бы мы нашли способ получить прямой доступ к ней, то какие же огромные запасы энергии были бы у нас в буквальном смысле под ногами!
Нам достаточно было бы разрушать всего один микрограмм вещества каждую секунду, чтобы обеспечить электроэнергией целый город. В одном столетии 3 миллиарда секунд, значит, нам понадобилось бы три килограмма вещества для того, чтобы питать город электроэнергией на протяжении сотни лет. Одно можно сказать совершенно точно: масштаб энергетического потенциала, который заключен в материи, отличается от всего того, к чему мы привыкли, и способность высвобождать эту энергию позволила бы нам решить все энергетические проблемы планеты.
Больше захватывающих идей вы найдете в книге «Почему E = mc ²? ».