Начало XX века ознаменовалось революцией в научном мире, а лидером переворота стал, конечно же, Альберт Эйнштейн. Его виденье окружающего мира полностью перевернуло многие бытующие представления о природе. Он расширил и обобщил основополагающий закон гравитации, заарканил световую волну, замедлил время и увеличил размерность окружающего нас пространства. Все это — лишь малая часть заслуг выдающегося физика Альберта Эйнштейна.
Детство величайшего гения всех времен было незаурядным. Альберт плохо учился в школе, не любил стиль преподавания материала и кроме физики и математики практически ничем не интересовался. По окончании школы Эйнштейн попытался поступить в политехническое училище в Цюрихе, однако провалился на экзаменах по истории и английскому. Он не опустил руки и через год был зачислен в политехникум. Физика все больше и больше увлекала ученого, по окончании училища он твердо решил стать преподавателем. Но его планы вновь не увенчались успехом, так как успеваемость и оценки были не на высоте. В 1902 году друзья помогли Альберту устроиться экспертом в федеральное патентное бюро, где величайший гений занимался проблемами физики и где были сделаны первые революционные открытия.
Триумф Альберта Эйнштейна случился в 1905 году, названном годом чудес физики. В этот период в научном журнале «Анналы физики» были напечатаны пять небольших статей: идеи Эйнштейна были настолько необычны, что ученый мир не сразу воспринял их всерьез. Первая статья была посвящена световым квантам. Она называлась «Об одной эвристической точке зрения на возникновение и превращение света». В этой работе ученый смог объяснить фотоэлектрический эффект, явление вырывания электронов с поверхности металла под действием световых квантов. Общепринятые до того теории давали представление о свете как о волне — эту модель выдвинул еще Христиан Гюйгенс, а потом красиво с точки зрения математики описал Джеймс Максвелл. Однако бытовало и другое мнение, высказанное еще Исааком Ньютоном, что свет — это поток частиц, корпускул. Эйнштейн возродил идеи Ньютона, в которых элементарным световым квантом стал фотон, и создал представление о двойственной природе света, или о корпускулярно-волновом дуализме. За синтез двух, казалось бы, несовместимых теорий Альберт Эйнштейн удостоился Нобелевской премии.
Следующая статья «К электродинамике движущихся тел» была еще более революционной. В ней Эйнштейн объединяет пространство и время, говоря уже о единой четырехмерной модели мира. Он представляет время как реку, которая течет то быстрее, то медленнее в зависимости от того, с какой скоростью движется наблюдатель. Также Эйнштейн выдвигает два постулата: первый говорит о том, что в инерциальных системах отсчета все процессы протекают одинаково, второй постулирует постоянство скорости света. Эйнштейн доказывает, что невозможно двигаться быстрее световых квантов, летящих сквозь вакуум, при этом не важно, движущийся или неподвижный объект их испускал, скорость света все равно будет постоянной и равной примерно 300 000 км/ч.
Третья статья под названием «Зависит ли инерция тела от содержания в нем энергии» содержит в себе самую известную в мире формулу, а именно — равенство энергии произведению массы на квадрат скорости света. Это уравнение и завершает специальную теорию относительности, которая приносит всемирную известность незаурядному молодому физику Альберту Эйнштейну.
Взгляд в небо
С 1905 года мир как будто заиграл другими цветами. Все привычные явления стали намного загадочнее и прекраснее. Окружающее нас пространство расширилось, а время стало замедляться, но все это было только началом великих открытий. Следующие шаги были сделаны за переделы Земли, в космическое пространство, куда направил свой взгляд Альберт Эйнштейн. Он дерзнул бросить вызов законам мироздания и попытаться описать силу, благодаря которой яблоки падают на землю, планеты крутятся вокруг звезд, а звезды удерживаются в галактиках. Эйнштейн боготворил уравнения электродинамики, выведенные Максвеллом, их красота объединялась с поражающей точностью в описании электричества и магнетизма. Гравитация же по-прежнему базировалась на законах Ньютона, но ученые и понятия не имели о причинах действия этой загадочной силы.
Начав со Специальной теории относительности, Эйнштейн приступает к более глубокой теории. Приняв за основу постулат о том, что самая большая в мире скорость — это скорость света, ученый понимает, что даже гравитация не может опередить световую волну. В картине мира Ньютона, если, например, Солнце внезапно пропадет, то в течение восьми минут мы будем еще видеть свет, который испускала звезда, при этом притяжение пропадет мгновенно, и Земля сразу же сойдет со своей орбиты. Эйнштейн же утверждал, что пропажу притяжения мы почувствуем тогда же, когда потухнет свет, то есть спустя восемь минут.
Следующий шаг к созданию истиной модели гравитации — понятие об искривлении пространства - времени. Идея, являющаяся апогеем научной мысли, заставляющая верить в то, что человеческий разум способен полностью познать законы, управляющие вселенной. Эйнштейн понял, что сила притяжения возникает в результате «прогибания» пространства-времени, подобно батуту, на котором в центре располагается массивный объект, а по краям постепенно скатывающиеся к центру тела меньшей массы. Вывод уравнений такой модели потребовал 10 лет усердной работы гениального немецкого ученого. И в 1915 году Эйнштейн опубликовал свою общую теорию относительности, которая была подтверждена многочисленными наблюдениями и в результате стала самой великой моделью в физике.
Прозвучит парадоксально, но Альберта Эйнштейна мало занимала астрономия. Он посещал самые выдающиеся обсерватории своего времени, но не особо интересовался наблюдениями за небом. Его стиль работы — исключительно мыслительные эксперименты. Можно сказать, что законы, по которым живет Вселенная, Эйнштейн создавал вслепую, а красоте туманностей и галактик предпочитал великолепие и стройность полученных уравнений.