Albert Einstein
Albert Einstein ( / ˈ aɪ n s t aɪ n / EYEN -styne ; [5] Alemán: [ˈalbɛɐt ˈʔaɪnʃtaɪn] ; 14 de marzo de 1879 - 18 de abril de 1955) fue un físico teóriconacido en Alemaniaque es ampliamente considerado como uno de loscientíficos. Mejor conocido por desarrollar lateoría de la relatividad, Einstein también hizo importantes contribuciones ala mecánica cuántica.[1][6]Sufórmula deequivalencia masa-energía E = mc 2 , que surge dela relatividad especial, ha sido llamada "la ecuación más famosa del mundo".[7]Recibió elPremio Nobel de Física"por sus servicios a la física teórica, y especialmente por su descubrimiento de la ley delefecto fotoeléctrico",[8]un paso fundamental en el desarrollo de la teoría cuántica.
Nacido en el Imperio alemán , Einstein se trasladó a Suiza en 1895, renunciando a su ciudadanía alemana (como súbdito del Reino de Württemberg ) [nota 1] al año siguiente. En 1897, a la edad de diecisiete años, se matriculó en el programa de diploma de profesor de matemáticas y física en la escuela politécnica federal suiza de Zúrich , graduándose en 1900. En 1901, adquirió la ciudadanía suiza, que conservó durante el resto de su vida. En 1903, consiguió un puesto permanente en la Oficina Suiza de Patentes en Berna. En 1905, presentó con éxito una tesis doctoral en la Universidad de Zúrich . En 1914, se trasladó a Berlín para unirse a la Academia Prusiana de Ciencias y a la Universidad Humboldt de Berlín . En 1917, se convirtió en director del Instituto Kaiser Wilhelm de Física ; también volvió a ser ciudadano alemán, esta vez como súbdito del Reino de Prusia . [nota 1] En 1933, mientras Einstein visitaba los Estados Unidos, Adolf Hitler llegó al poder en Alemania. Horrorizado por la guerra de exterminio nazi contra sus compañeros judíos, [9] Einstein decidió permanecer en los EE. UU. y se le concedió la ciudadanía estadounidense en 1940. [10] En vísperas de la Segunda Guerra Mundial , respaldó una carta al presidente Franklin D. Roosevelt en la que le advertía sobre el posible programa alemán de armas nucleares y recomendaba que Estados Unidos comenzara una investigación similar . Einstein apoyaba a los aliados , pero en general veía la idea de las armas nucleares con gran consternación. [11]
El trabajo de Einstein también es conocido por su influencia en la filosofía de la ciencia . [12] [13] En 1905, publicó cuatro artículos innovadores , a veces descritos como su annus mirabilis (año milagroso). [14] Estos artículos describieron una teoría del efecto fotoeléctrico, explicaron el movimiento browniano , introdujeron su teoría especial de la relatividad (una teoría que abordaba la incapacidad de la mecánica clásica para explicar satisfactoriamente el comportamiento del campo electromagnético ) y demostraron que si la teoría especial es correcta, la masa y la energía son equivalentes entre sí. En 1915, propuso una teoría general de la relatividad que extendió su sistema de mecánica para incorporar la gravitación . Un artículo cosmológico que publicó el año siguiente expuso las implicaciones de la relatividad general para el modelado de la estructura y la evolución del universo en su conjunto. [15] [16]
En la mitad de su carrera, Einstein hizo importantes contribuciones a la mecánica estadística y la teoría cuántica. Especialmente notable fue su trabajo sobre la física cuántica de la radiación , en la que la luz consiste en partículas, posteriormente llamadas fotones . Con el físico indio Satyendra Nath Bose , sentó las bases para la estadística de Bose-Einstein . Durante gran parte de la última fase de su vida académica, Einstein trabajó en dos esfuerzos que finalmente resultaron infructuosos. Primero, abogó contra la introducción de la aleatoriedad fundamental de la teoría cuántica en la imagen del mundo de la ciencia, objetando que "Dios no juega a los dados". [17] En segundo lugar, intentó idear una teoría de campo unificada generalizando su teoría geométrica de la gravitación para incluir también el electromagnetismo . Como resultado, se aisló cada vez más de la corriente principal de la física moderna . Sus logros intelectuales y su originalidad hicieron que Einstein fuera ampliamente sinónimo de genio . [18] En 1999, fue nombrado Persona del Siglo por la revista Time . [19] En una encuesta realizada en 1999 a 130 físicos destacados de todo el mundo por la revista británica Physics World , Einstein fue clasificado como el mejor físico de todos los tiempos. [20]
Vida y carrera
Infancia, juventud y educación
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Albert Einstein nació en Ulm , [21] en el Reino de Württemberg en el Imperio alemán, el 14 de marzo de 1879. [22] [23] Sus padres, judíos asquenazíes seculares , fueron Hermann Einstein , un vendedor e ingeniero, y Pauline Koch . En 1880, la familia se mudó al distrito de Ludwigsvorstadt-Isarvorstadt de Múnich , donde el padre de Einstein y su tío Jakob fundaron Elektrotechnische Fabrik J. Einstein & Cie, una empresa que fabricaba equipos eléctricos basados en corriente continua . [21] A menudo relataba un evento formativo de su juventud, cuando estaba enfermo en cama y su padre le trajo una brújula . Esto desencadenó su fascinación de por vida por el electromagnetismo . Se dio cuenta de que "Algo profundamente oculto tenía que estar detrás de las cosas". [24]
Albert asistió a la escuela primaria católica de San Pedro en Múnich desde los cinco años. Cuando tenía ocho, fue transferido al Luitpold Gymnasium , donde recibió educación primaria avanzada y luego educación secundaria. [25]
En 1894, la compañía de Hermann y Jakob presentó una oferta para un contrato de instalación de iluminación eléctrica en Múnich, pero sin éxito: carecían del capital que habría sido necesario para actualizar su tecnología de corriente continua a la alternativa más eficiente de corriente alterna . [26] El fracaso de su oferta los obligó a vender su fábrica de Múnich y buscar nuevas oportunidades en otros lugares. La familia Einstein se mudó a Italia, primero a Milán y unos meses después a Pavía , donde se establecieron en el Palazzo Cornazzani . [27] Einstein, que entonces tenía quince años, se quedó en Múnich para terminar sus estudios. Su padre quería que estudiara ingeniería eléctrica , pero era un alumno rebelde que encontraba el régimen y los métodos de enseñanza del Gymnasium lejos de ser agradables. Más tarde escribió que la política de la escuela de estricto aprendizaje de memoria era perjudicial para la creatividad. A fines de diciembre de 1894, una carta de un médico persuadió a las autoridades de Luitpold para que lo liberaran de su cuidado, y se unió a su familia en Pavía. [28] Mientras estaba en Italia siendo adolescente, escribió un ensayo titulado "Sobre la investigación del estado del éter en un campo magnético". [29] [30]
Einstein destacó en física y matemáticas desde temprana edad, y pronto adquirió la pericia matemática que normalmente sólo se encuentra en un niño varios años mayor que él. Comenzó a aprender por sí mismo álgebra, cálculo y geometría euclidiana cuando tenía doce años; hizo progresos tan rápidos que descubrió una prueba original del teorema de Pitágoras antes de cumplir los trece años. [31] [32] [33] Un tutor familiar, Max Talmud , dijo que sólo poco tiempo después de haberle dado a Einstein, de doce años, un libro de texto de geometría, el niño "había trabajado con todo el libro. A partir de entonces se dedicó a las matemáticas superiores... Pronto el vuelo de su genio matemático fue tan alto que no pude seguirlo". [34] Einstein registró que había "dominado el cálculo integral y diferencial " cuando todavía tenía catorce años. [32] Su amor por el álgebra y la geometría era tan grande que a los doce años, ya estaba seguro de que la naturaleza podía ser entendida como una "estructura matemática". [34]
| Parte de una serie sobre |
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A los trece años, cuando su abanico de entusiasmos se había ampliado para incluir la música y la filosofía, [35] Talmud presentó a Einstein la Crítica de la razón pura de Kant . Kant se convirtió en su filósofo favorito; según Talmud, "en ese momento todavía era un niño, tenía sólo trece años, pero las obras de Kant, incomprensibles para los mortales comunes, parecían ser claras para él". [34]
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En 1895, a la edad de dieciséis años, Einstein se presentó al examen de ingreso a la escuela politécnica federal (más tarde la Eidgenössische Technische Hochschule, ETH) en Zúrich, Suiza. No logró alcanzar el estándar requerido en la parte general de la prueba, [36] pero se desempeñó con distinción en física y matemáticas. [37] Por consejo del director de la politécnica, completó su educación secundaria en la escuela cantonal de Argovia (un gimnasio ) en Aarau , Suiza, graduándose en 1896. [38] Mientras se alojaba en Aarau con la familia de Jost Winteler , se enamoró de la hija de Winteler, Marie. (Su hermana, Maja , más tarde se casó con el hijo de Winteler, Paul. [39] )
En enero de 1896, con la aprobación de su padre, Einstein renunció a su ciudadanía del Reino alemán de Württemberg para evitar el reclutamiento en el servicio militar . [40] La Matura (graduación por la finalización exitosa de la educación secundaria superior), otorgada a él en septiembre de 1896, reconoció su buen desempeño en la mayor parte del plan de estudios, otorgándole una calificación máxima de 6 en historia, física, álgebra, geometría y geometría descriptiva. [41] A los diecisiete años, se inscribió en el programa de diploma de enseñanza de matemáticas y física de cuatro años en la escuela politécnica federal. Marie Winteler, un año mayor que él, aceptó un puesto de profesora en Olsberg , Suiza. [39]
Entre los otros cinco estudiantes de primer año de la escuela politécnica que seguían el mismo curso que Einstein había solo una mujer, una serbia de veinte años , Mileva Marić . Durante los siguientes años, la pareja pasó muchas horas discutiendo sus intereses compartidos y aprendiendo sobre temas de física que las clases de la escuela politécnica no cubrían. En sus cartas a Marić, Einstein confesó que explorar la ciencia con ella a su lado era mucho más agradable que leer un libro de texto en soledad. Con el tiempo, los dos estudiantes no solo se hicieron amigos sino también amantes. [42]
Los historiadores de la física están divididos sobre la cuestión de hasta qué punto Marić contribuyó a las ideas de Einstein en sus publicaciones del annus mirabilis . Hay al menos algunas pruebas de que sus ideas científicas influyeron en él, [42] [43] [44] pero hay estudiosos que dudan de que su impacto en su pensamiento fuera de gran importancia. [45] [46] [47] [48]
Matrimonios, relaciones e hijos
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La correspondencia entre Einstein y Marić, descubierta y publicada en 1987, reveló que a principios de 1902, mientras Marić visitaba a sus padres en Novi Sad , dio a luz a una hija, Lieserl . Cuando Marić regresó a Suiza, no llevaba a la niña, cuyo destino es incierto. Una carta de Einstein que escribió en septiembre de 1903 sugiere que la niña fue dada en adopción o murió de escarlatina en la infancia. [49] [50]
Einstein y Marić se casaron en enero de 1903. En mayo de 1904 nació su hijo Hans Albert en Berna , Suiza. Su hijo Eduard nació en Zúrich en julio de 1910. En cartas que Einstein le escribió a Marie Winteler en los meses previos a la llegada de Eduard, describió su amor por su esposa como "equivocado" y lamentó la "vida perdida" que imaginaba que habría disfrutado si se hubiera casado con Winteler: "Pienso en ti con un amor sincero cada minuto libre y soy tan infeliz como sólo un hombre puede serlo". [51]
En 1912, Einstein inició una relación con Elsa Löwenthal , que era su prima hermana por parte de madre y su prima segunda por parte de padre. [52] [53] [54] Cuando Marić se enteró de su infidelidad poco después de mudarse a Berlín con él en abril de 1914, regresó a Zúrich, llevándose a Hans Albert y Eduard con ella. [42] A Einstein y Marić se les concedió el divorcio el 14 de febrero de 1919 con el argumento de haber vivido separados durante cinco años. [55] [56] Como parte del acuerdo de divorcio, Einstein acordó que si ganaba un Premio Nobel, le daría el dinero que recibiera a Marić; ganó el premio dos años después. [57]
Einstein se casó con Löwenthal en 1919. [58] [59] En 1923, comenzó una relación con una secretaria llamada Betty Neumann, la sobrina de su amigo íntimo Hans Mühsam. [60] [61] [62] [63] Sin embargo, Löwenthal se mantuvo leal a él, acompañándolo cuando emigró a los Estados Unidos en 1933. En 1935, le diagnosticaron problemas cardíacos y renales. Murió en diciembre de 1936. [64]
Un volumen de las cartas de Einstein publicado por la Universidad Hebrea de Jerusalén en 2006 [65] añadió más nombres al catálogo de mujeres con las que mantuvo una relación sentimental. Entre ellas se encontraban Margarete Lebach (una austriaca casada), [66] Estella Katzenellenbogen (la rica dueña de una floristería), Toni Mendel (una viuda judía adinerada) y Ethel Michanowski (una socialité berlinesa), con quien pasó tiempo y de quien aceptó regalos mientras estuvo casado con Löwenthal. [67] [68] Después de enviudar, Einstein mantuvo una breve relación con Margarita Konenkova, considerada por algunos como una espía rusa; su marido, el escultor ruso Sergei Konenkov , creó el busto de bronce de Einstein en el Instituto de Estudios Avanzados de Princeton. [69] [70]
A los veinte años, tras sufrir un episodio de enfermedad mental aguda, a Eduard, el hijo de Einstein, le diagnosticaron esquizofrenia . [71] Pasó el resto de su vida al cuidado de su madre o en confinamiento temporal en un asilo. Tras la muerte de ella, fue internado de forma permanente en Burghölzli , el Hospital Universitario Psiquiátrico de Zúrich. [72]
1902-1909: Asistente en la Oficina Suiza de Patentes
Einstein se graduó en la escuela politécnica federal en 1900, debidamente certificado como competente para enseñar matemáticas y física. [73] Su exitosa adquisición de la ciudadanía suiza en febrero de 1901 [74] no fue seguida por la secuela habitual del reclutamiento ; las autoridades suizas lo consideraron médicamente no apto para el servicio militar. Descubrió que las escuelas suizas tampoco parecían tener ningún uso para él, ya que no le ofrecieron un puesto de profesor a pesar de los casi dos años que pasó solicitando uno. Finalmente, fue con la ayuda del padre de Marcel Grossmann que consiguió un puesto en Berna en la Oficina Suiza de Patentes , [75] [76] como examinador asistente - nivel III . [77] [78]
Las solicitudes de patentes que llegaron al escritorio de Einstein para su evaluación incluían ideas para un clasificador de grava y una máquina de escribir eléctrica. [78] Sus empleadores estaban tan satisfechos con su trabajo que le otorgaron un puesto permanente en 1903, aunque no creían que debiera ser ascendido hasta que hubiera "dominado por completo la tecnología de las máquinas". [79] Es concebible que sus trabajos en la oficina de patentes tuvieran una influencia en el desarrollo de su teoría especial de la relatividad. Llegó a sus ideas revolucionarias sobre el espacio, el tiempo y la luz a través de experimentos mentales sobre la transmisión de señales y la sincronización de relojes, cuestiones que también figuraban en algunas de las invenciones que se le presentaron para su evaluación. [14]
En 1902, Einstein y algunos amigos que había conocido en Berna formaron un grupo que celebraba reuniones periódicas para debatir sobre ciencia y filosofía. La elección del nombre de su club, la Academia Olimpia , fue un comentario irónico sobre su estatus, que estaba lejos de ser olímpico. A veces se les unía Marić, que limitaba su participación en las reuniones a escuchar atentamente. [80] Entre los pensadores sobre cuyas obras reflexionaron se encontraban Henri Poincaré , Ernst Mach y David Hume , todos ellos influyeron significativamente en las ideas y creencias posteriores del propio Einstein. [81]
1900–1905: Primeros artículos científicos
El primer artículo de Einstein, "Folgerungen aus den Capillaritätserscheinungen" ("Conclusiones extraídas de los fenómenos de capilaridad"), en el que proponía un modelo de atracción intermolecular que luego desautorizó por considerarlo inútil, se publicó en la revista Annalen der Physik en 1901. [82] [83] Su tesis doctoral de 24 páginas también abordó un tema de física molecular. Titulada "Eine neue Bestimmung der Moleküldimensionen" ("Una nueva determinación de las dimensiones moleculares") y dedicada a su amigo Marcel Grossman, se completó el 30 de abril de 1905 [84] y fue aprobada por el profesor Alfred Kleiner de la Universidad de Zúrich tres meses después. (Einstein recibió formalmente su doctorado el 15 de enero de 1906.) [84] [85] [86] Otros cuatro trabajos que Einstein completó en 1905 —sus famosos artículos sobre el efecto fotoeléctrico , el movimiento browniano , su teoría especial de la relatividad y la equivalencia de masa y energía— han llevado a que el año se celebre como un annus mirabilis para la física similar a 1666 (el año en el que Isaac Newton experimentó sus mayores epifanías). Las publicaciones impresionaron profundamente a los contemporáneos de Einstein. [87]
1908–1933: Inicios de su carrera académica
El año sabático de Einstein como funcionario público llegó a su fin en 1908, cuando consiguió un puesto de profesor adjunto en la Universidad de Berna . En 1909, una conferencia sobre electrodinámica relativista que dio en la Universidad de Zúrich, muy admirada por Alfred Kleiner, llevó a que Zúrich lo alejara de Berna con una cátedra asociada recién creada. [88] El ascenso a profesor titular se produjo en abril de 1911, cuando aceptó una cátedra en la Universidad alemana Charles-Ferdinand de Praga, un paso que requería que se convirtiera en ciudadano austriaco del Imperio austrohúngaro . [89] [90] Durante su estancia en Praga produjo once artículos de investigación. [91]
En julio de 1912, regresó a su alma mater , la ETH de Zúrich , para ocupar una cátedra de física teórica. Sus actividades docentes allí se centraron en la termodinámica y la mecánica analítica, y sus intereses de investigación incluyeron la teoría molecular del calor, la mecánica del medio continuo y el desarrollo de una teoría relativista de la gravitación. En su trabajo sobre este último tema, fue asistido por su amigo, Marcel Grossmann, cuyo conocimiento del tipo de matemáticas requeridas era mayor que el suyo. [92]
En la primavera de 1913, dos visitantes alemanes, Max Planck y Walther Nernst , visitaron a Einstein en Zúrich con la esperanza de persuadirlo de mudarse a Berlín. [93] Le ofrecieron ser miembro de la Academia Prusiana de Ciencias , la dirección del planeado Instituto Kaiser Wilhelm de Física y una cátedra en la Universidad Humboldt de Berlín que le permitiría continuar su investigación con el apoyo de un salario de profesor pero sin deberes docentes que lo agobiaran. [53] Su invitación fue aún más atractiva para él porque Berlín era el hogar de su última novia, Elsa Löwenthal. [93] Se unió a la Academia el 24 de julio de 1913, [94] y se mudó a un apartamento en el distrito berlinés de Dahlem el 1 de abril de 1914. [53] Fue instalado en su puesto en la Universidad Humboldt poco después. [94]
El estallido de la Primera Guerra Mundial en julio de 1914 marcó el comienzo del distanciamiento gradual de Einstein con su nación natal. Cuando en octubre de 1914 se publicó el « Manifiesto de los noventa y tres » (un documento firmado por una multitud de destacados pensadores alemanes que justificaba la beligerancia de Alemania), Einstein fue uno de los pocos intelectuales alemanes que se distanció de él y firmó en su lugar el « Manifiesto a los europeos », una versión alternativa y eirenista. [95] [96] Sin embargo, esta expresión de sus dudas sobre la política alemana no le impidió ser elegido presidente de la Sociedad Alemana de Física para un mandato de dos años en 1916. [97] Cuando el Instituto Kaiser Wilhelm de Física abrió sus puertas al año siguiente (su fundación se retrasó debido a la guerra), Einstein fue nombrado su primer director, tal como habían prometido Planck y Nernst. [98]
Einstein fue elegido miembro extranjero de la Real Academia de las Artes y las Ciencias de los Países Bajos en 1920, [99] y miembro extranjero de la Royal Society en 1921. En 1922, fue galardonado con el Premio Nobel de Física de 1921 "por sus servicios a la Física Teórica, y especialmente por su descubrimiento de la ley del efecto fotoeléctrico". [8] En este punto, algunos físicos todavía consideraban la teoría general de la relatividad con escepticismo, y la cita del Nobel mostraba un grado de duda incluso sobre el trabajo sobre la fotoelectricidad que reconocía: no asentía a la noción de Einstein de la naturaleza particulada de la luz, que solo convenció a toda la comunidad científica cuando SN Bose derivó el espectro de Planck en 1924. Ese mismo año, Einstein fue elegido miembro honorario internacional de la Academia Estadounidense de las Artes y las Ciencias . [100] El equivalente británico más cercano al premio Nobel, la Medalla Copley de la Royal Society , no fue colgada del cuello de Einstein hasta 1925. [1] Fue elegido Miembro Internacional de la Sociedad Filosófica Americana en 1930. [101]
Einstein renunció a la Academia Prusiana en marzo de 1933. Sus logros en Berlín incluyeron la finalización de la teoría general de la relatividad, la prueba del efecto Einstein-de Haas , la contribución a la teoría cuántica de la radiación y el desarrollo de las estadísticas de Bose-Einstein . [53]
1919: Poniendo a prueba la relatividad general
En 1907, Einstein alcanzó un hito en su largo viaje desde su teoría especial de la relatividad hasta una nueva idea de la gravitación con la formulación de su principio de equivalencia , que afirma que un observador en una caja infinitesimalmente pequeña que cayera libremente en un campo gravitatorio sería incapaz de encontrar ninguna evidencia de que el campo existiera. En 1911, utilizó el principio para estimar la cantidad en que un rayo de luz de una estrella distante sería desviado por la atracción gravitatoria del Sol al pasar cerca de la fotosfera del Sol (es decir, la superficie aparente del Sol). Reelaboró su cálculo en 1913, habiendo encontrado ahora una forma de modelar la gravitación con el tensor de curvatura de Riemann de un espacio-tiempo de cuatro dimensiones no euclidiano . En el otoño de 1915, su reimaginación de las matemáticas de la gravitación en términos de geometría de Riemann estaba completa, y aplicó su nueva teoría no solo al comportamiento del Sol como lente gravitacional sino también a otro fenómeno astronómico, la precesión del perihelio de Mercurio (una deriva lenta en el punto en la órbita elíptica de Mercurio en el que se aproxima más al Sol). [53] [103] Un eclipse total de Sol que tuvo lugar el 29 de mayo de 1919 proporcionó una oportunidad para poner a prueba su teoría de lente gravitacional, y las observaciones realizadas por Sir Arthur Eddington arrojaron resultados que eran consistentes con sus cálculos. El trabajo de Eddington fue reportado extensamente en periódicos de todo el mundo. El 7 de noviembre de 1919, por ejemplo, el principal periódico británico, The Times , publicó un titular que decía: "Revolución en la ciencia - Nueva teoría del universo - Ideas newtonianas derrocadas". [104]
1921-1923: Aceptar la fama
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Las observaciones del eclipse de Eddington fueron ampliamente difundidas no sólo en revistas académicas sino también en la prensa popular, y Einstein se convirtió en "quizás el primer científico famoso del mundo", un genio que había destrozado un paradigma que había sido básico para la comprensión del universo por parte de los físicos desde el siglo XVII. [105]
Einstein comenzó su nueva vida como icono intelectual en Estados Unidos, a donde llegó el 2 de abril de 1921. Fue recibido en la ciudad de Nueva York por el alcalde John Francis Hylan , y luego pasó tres semanas dando conferencias y asistiendo a recepciones. [106] Habló varias veces en la Universidad de Columbia y Princeton , y en Washington, visitó la Casa Blanca con representantes de la Academia Nacional de Ciencias . Regresó a Europa vía Londres, donde fue invitado por el filósofo y estadista vizconde Haldane . Aprovechó su tiempo en la capital británica para reunirse con varias personas prominentes en la vida científica, política o intelectual británica, y para dar una conferencia en el King's College . [107] [108] En julio de 1921, publicó un ensayo, "Mi primera impresión de los EE. UU.", en el que trató de esbozar el carácter estadounidense, tal como lo había hecho Alexis de Tocqueville en La democracia en América (1835). [109] Escribió sobre sus anfitriones transatlánticos en términos muy elogiosos: "Lo que impacta al visitante es la actitud alegre y positiva ante la vida... El americano es amigable, seguro de sí mismo, optimista y sin envidia". [110]
En 1922, los viajes de Einstein fueron al viejo mundo, no al nuevo. Dedicó seis meses a una gira por Asia, en la que dio conferencias en Japón, Singapur y Sri Lanka (entonces conocida como Ceilán ). Después de su primera conferencia pública en Tokio, se reunió con el emperador Yoshihito y su esposa en el Palacio Imperial , mientras miles de espectadores abarrotaban las calles con la esperanza de verlo. (En una carta a sus hijos, escribió que los japoneses le parecían generalmente modestos, inteligentes y considerados, y que tenían una verdadera apreciación del arte. [111] Pero su descripción de ellos en su diario era menos halagadora: "[las] necesidades intelectuales de esta nación parecen ser más débiles que sus necesidades artísticas - ¿disposición natural?" Su diario también contiene opiniones de China y la India que no eran halagadoras. Sobre los chinos, escribió que "incluso los niños no tienen espíritu y parecen obtusos... Sería una lástima que estos chinos suplantaran a todas las demás razas. Para gente como nosotros, el mero pensamiento es indescriptiblemente lúgubre". [112] [113] ) Fue recibido con un entusiasmo aún mayor en la última etapa de su gira, en la que pasó doce días en la Palestina obligatoria , recientemente confiada al gobierno británico por la Liga de las Naciones después de la Primera Guerra Mundial. Sir Herbert Samuel , el Alto Comisionado británico, lo recibió con un grado de ceremonia que normalmente sólo se concede a un jefe de estado visitante, incluido un saludo con cañones. Una recepción celebrada en su honor fue asaltada por personas decididas a escucharlo hablar: les dijo que estaba feliz de que los judíos estuvieran empezando a ser reconocidos como una fuerza en el mundo. [114]
La decisión de Einstein de viajar al hemisferio oriental en 1922 significó que no pudo ir a Estocolmo en diciembre de ese año para participar en la ceremonia del premio Nobel. Su lugar en el tradicional banquete del Nobel lo ocupó un diplomático alemán, que pronunció un discurso elogiándolo no solo como físico sino también como activista por la paz. [115] Una visita de dos semanas a España que realizó en 1923 lo vio recoger otro premio, una membresía en la Academia Española de Ciencias, significada por un diploma que le entregó el rey Alfonso XIII . (Su viaje español también le dio la oportunidad de conocer a otro premio Nobel, el neuroanatomista Santiago Ramón y Cajal .) [116]
1922-1932: Al servicio de la Sociedad de Naciones
Desde 1922 hasta 1932, con la excepción de unos pocos meses en 1923 y 1924, Einstein fue miembro del Comité Internacional de Cooperación Intelectual de la Sociedad de Naciones , con sede en Ginebra, un grupo creado por la Sociedad para alentar a los científicos, artistas, académicos, maestros y otras personas involucradas en la vida de la mente a trabajar más de cerca con sus homólogos en otros países. [117] [118] Fue designado como delegado alemán en lugar de representante de Suiza debido a las maquinaciones de dos activistas católicos, Oskar Halecki y Giuseppe Motta . Al persuadir al secretario general Eric Drummond para que negara a Einstein el lugar en el comité reservado para un pensador suizo, crearon una apertura para Gonzague de Reynold , quien usó su posición en la Sociedad de Naciones como una plataforma desde la cual promover la doctrina católica tradicional. [119] El ex profesor de física de Einstein, Hendrik Lorentz, y la química polaca Marie Curie también fueron miembros del comité. [120]
1925: De gira por Sudamérica
En marzo y abril de 1925, Einstein y su esposa visitaron Sudamérica, donde pasaron aproximadamente una semana en Brasil, una semana en Uruguay y un mes en Argentina. [121] Su gira fue sugerida por Jorge Duclout (1856-1927) y Mauricio Nirenstein (1877-1935) [122] con el apoyo de varios académicos argentinos, entre ellos Julio Rey Pastor , Jakob Laub y Leopoldo Lugones . y fue financiada principalmente por el Consejo de la Universidad de Buenos Aires y la Asociación Hebraica Argentina con una contribución menor de la Institución Cultural Argentino-Germánica. [123]
1930-1931: De gira por los EE. UU.
En diciembre de 1930, Einstein inició otra importante estancia en Estados Unidos, atraído de nuevo a este país por la oferta de una beca de investigación de dos meses en el Instituto Tecnológico de California . Caltech lo apoyó en su deseo de que no se expusiera a tanta atención de los medios como la que había experimentado durante su visita a Estados Unidos en 1921, y por lo tanto declinó todas las invitaciones para recibir premios o pronunciar discursos que sus admiradores le inundaron. Pero siguió dispuesto a permitir que sus seguidores pasaran con él al menos parte del tiempo que le solicitaban. [124]
Después de llegar a la ciudad de Nueva York, Einstein fue llevado a varios lugares y eventos, incluyendo Chinatown , un almuerzo con los editores de The New York Times y una presentación de Carmen en la Metropolitan Opera , donde fue ovacionado por el público a su llegada. Durante los días siguientes, recibió las llaves de la ciudad por parte del alcalde Jimmy Walker y conoció a Nicholas Murray Butler , el presidente de la Universidad de Columbia , quien describió a Einstein como "el monarca gobernante de la mente". [125] Harry Emerson Fosdick , pastor de la Riverside Church de Nueva York , le dio a Einstein un recorrido por la iglesia y le mostró una estatua de tamaño real que la iglesia hizo de Einstein, de pie en la entrada. [125] También durante su estadía en Nueva York, se unió a una multitud de 15.000 personas en el Madison Square Garden durante una celebración de Hanukkah . [125]
Einstein viajó después a California, donde conoció al presidente de Caltech y premio Nobel Robert A. Millikan . Su amistad con Millikan fue "incómoda", ya que Millikan "tenía una inclinación por el militarismo patriótico", mientras que Einstein era un pacifista declarado . [126] Durante un discurso a los estudiantes de Caltech, Einstein señaló que la ciencia a menudo tendía a hacer más daño que bien. [127]
Esta aversión a la guerra también llevó a Einstein a hacerse amigo del autor Upton Sinclair y de la estrella de cine Charlie Chaplin , ambos conocidos por su pacifismo. Carl Laemmle , director de Universal Studios , le mostró a Einstein su estudio y le presentó a Chaplin. Tuvieron una relación instantánea, y Chaplin invitó a Einstein y a su esposa, Elsa, a su casa para cenar. Chaplin dijo que la personalidad exterior de Einstein, tranquila y gentil, parecía ocultar un "temperamento altamente emocional", del cual provenía su "extraordinaria energía intelectual". [128]
La película de Chaplin Luces de la ciudad se estrenó unos días después en Hollywood, y Chaplin invitó a Einstein y a Elsa a unirse a él como sus invitados especiales. Walter Isaacson , el biógrafo de Einstein, describió esto como "una de las escenas más memorables en la nueva era de la celebridad". [127] Chaplin visitó a Einstein en su casa en un viaje posterior a Berlín y recordó su "pequeño y modesto apartamento" y el piano en el que había comenzado a escribir su teoría. Chaplin especuló que "posiblemente fue utilizado como leña por los nazis". [129]
1933: Emigración a los Estados Unidos
En febrero de 1933, durante una visita a los Estados Unidos, Einstein supo que no podría regresar a Alemania con el ascenso al poder de los nazis bajo el nuevo canciller alemán, Adolf Hitler . [130] [131]
Mientras estaba en universidades estadounidenses a principios de 1933, emprendió su tercera cátedra visitante de dos meses en el Instituto de Tecnología de California en Pasadena. En febrero y marzo de 1933, la Gestapo allanó repetidamente el apartamento de su familia en Berlín. [132] Él y su esposa Elsa regresaron a Europa en marzo, y durante el viaje, se enteraron de que el Reichstag alemán había aprobado la Ley Habilitante el 23 de marzo, transformando el gobierno de Hitler en una dictadura legal de facto , y que no podrían continuar hasta Berlín. Más tarde, se enteraron de que los nazis habían allanado su cabaña y que el velero personal de Einstein había sido confiscado. Al aterrizar en Amberes , Bélgica, el 28 de marzo, Einstein fue inmediatamente al consulado alemán y entregó su pasaporte, renunciando formalmente a su ciudadanía alemana. [133] Los nazis luego vendieron su barco y convirtieron su cabaña en un campamento de las Juventudes Hitlerianas . [134]
Estatus de refugiado
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En abril de 1933, Einstein descubrió que el nuevo gobierno alemán había aprobado leyes que prohibían a los judíos ocupar cualquier cargo oficial , incluida la docencia en universidades. [133] El historiador Gerald Holton describe cómo, sin que "sus colegas hicieran prácticamente ninguna protesta audible", miles de científicos judíos se vieron obligados de repente a renunciar a sus puestos universitarios y sus nombres fueron eliminados de las listas de las instituciones en las que trabajaban. [136]
Un mes después, las obras de Einstein estuvieron entre las que fueron objeto de la quema de libros nazi por parte de la Unión de Estudiantes Alemanes , y el ministro de propaganda nazi, Joseph Goebbels, proclamó que "el intelectualismo judío está muerto". [133] Una revista alemana lo incluyó en una lista de enemigos del régimen alemán con la frase "aún no ahorcado", ofreciendo una recompensa de 5.000 dólares por su cabeza. [133] [137] En una carta posterior al físico y amigo Max Born , que ya había emigrado de Alemania a Inglaterra, Einstein escribió: "... debo confesar que el grado de brutalidad y cobardía de ellos fue una sorpresa". [133] Después de mudarse a los EE. UU., describió la quema de libros como un "estallido emocional espontáneo" de aquellos que "rechazan la ilustración popular" y "más que cualquier otra cosa en el mundo, temen la influencia de los hombres de independencia intelectual". [138]
Einstein se encontraba ahora sin un hogar permanente, inseguro de dónde viviría y trabajaría, e igualmente preocupado por el destino de innumerables otros científicos que todavía estaban en Alemania. Con la ayuda del Consejo de Asistencia Académica , fundado en abril de 1933 por el político liberal británico William Beveridge para ayudar a los académicos a escapar de la persecución nazi, Einstein pudo abandonar Alemania. [139] Alquiló una casa en De Haan, Bélgica, donde vivió durante unos meses. A fines de julio de 1933, visitó Inglaterra durante aproximadamente seis semanas por invitación del miembro del Parlamento británico, el comandante Oliver Locker-Lampson , quien se había hecho amigo de él en los años anteriores. [135] Locker-Lampson lo invitó a quedarse cerca de su casa de Cromer en una cabaña de madera aislada en Roughton Heath en la parroquia de Roughton, Norfolk . Para proteger a Einstein, Locker-Lampson tenía dos guardaespaldas que lo vigilaban; Una foto de ellos portando escopetas y custodiando a Einstein fue publicada en el Daily Herald el 24 de julio de 1933. [140] [141]
Locker-Lampson llevó a Einstein a reunirse con Winston Churchill en su casa, y más tarde, con Austen Chamberlain y el ex primer ministro Lloyd George . [142] Einstein les pidió que ayudaran a sacar a los científicos judíos de Alemania. El historiador británico Martin Gilbert señala que Churchill respondió de inmediato y envió a su amigo, el físico Frederick Lindemann , a Alemania para buscar científicos judíos y colocarlos en universidades británicas. [143] Churchill observó más tarde que, como resultado de que Alemania había expulsado a los judíos, habían bajado sus "estándares técnicos" y habían puesto la tecnología de los Aliados por delante de la suya. [143]
Einstein se puso en contacto posteriormente con dirigentes de otras naciones, entre ellos el primer ministro de Turquía, İsmet İnönü , a quien escribió en septiembre de 1933 solicitando la colocación de científicos judíos alemanes desempleados. Como resultado de la carta de Einstein, los invitados judíos a Turquía sumaron finalmente más de "1.000 individuos salvados". [144]
Locker-Lampson también presentó un proyecto de ley al parlamento para extender la ciudadanía británica a Einstein, período durante el cual Einstein hizo varias apariciones públicas describiendo la crisis que se estaba gestando en Europa. [145] En uno de sus discursos denunció el trato de Alemania a los judíos, mientras que al mismo tiempo presentó un proyecto de ley que promovía la ciudadanía judía en Palestina, ya que se les negaba la ciudadanía en otros lugares. [146] En su discurso describió a Einstein como un "ciudadano del mundo" al que se le debería ofrecer un refugio temporal en el Reino Unido. [nota 3] [147] Sin embargo, ambos proyectos de ley fracasaron, y Einstein aceptó una oferta anterior del Instituto de Estudios Avanzados , en Princeton, Nueva Jersey , EE. UU., para convertirse en un académico residente. [145]
Académico residente en el Instituto de Estudios Avanzados
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El 3 de octubre de 1933, Einstein pronunció un discurso sobre la importancia de la libertad académica ante un público repleto en el Royal Albert Hall de Londres, y The Times informó que fue ovacionado intensamente durante todo el discurso. [139] Cuatro días después regresó a los EE. UU. y ocupó un puesto en el Instituto de Estudios Avanzados , [145] [148] conocido por haberse convertido en un refugio para los científicos que huían de la Alemania nazi. [149] En ese momento, la mayoría de las universidades estadounidenses, incluidas Harvard, Princeton y Yale, tenían un número mínimo o nulo de profesores o estudiantes judíos, como resultado de sus cuotas judías , que duraron hasta fines de la década de 1940. [149]
Einstein todavía no había decidido su futuro. Había recibido ofertas de varias universidades europeas, entre ellas la Christ Church de Oxford , donde permaneció durante tres breves periodos entre mayo de 1931 y junio de 1933 [4] y le ofrecieron una beca de investigación de cinco años (llamada " studentship " en Christ Church), [150] [151] pero en 1935 tomó la decisión de quedarse permanentemente en Estados Unidos y solicitar la ciudadanía. [145] [152]
La afiliación de Einstein con el Instituto de Estudios Avanzados duraría hasta su muerte en 1955. [153] Fue uno de los cuatro primeros seleccionados (junto con John von Neumann , Kurt Gödel y Hermann Weyl [154] ) en el nuevo Instituto. Pronto desarrolló una estrecha amistad con Gödel; los dos daban largos paseos juntos discutiendo su trabajo. Bruria Kaufman , su asistente, más tarde se convirtió en física. Durante este período, Einstein intentó desarrollar una teoría del campo unificado y refutar la interpretación aceptada de la física cuántica , ambas sin éxito. Vivió en Princeton en su casa desde 1935 en adelante. La Casa de Albert Einstein fue declarada Monumento Histórico Nacional en 1976.
La Segunda Guerra Mundial y el Proyecto Manhattan
En 1939, un grupo de científicos húngaros que incluía al físico emigrado Leó Szilárd intentó alertar a Washington sobre la investigación nazi en curso sobre la bomba atómica. Las advertencias del grupo fueron descartadas. Einstein y Szilárd, junto con otros refugiados como Edward Teller y Eugene Wigner , "consideraron que era su responsabilidad alertar a los estadounidenses sobre la posibilidad de que los científicos alemanes pudieran ganar la carrera para construir una bomba atómica , y advertir que Hitler estaría más que dispuesto a recurrir a tal arma". [155] [156] Para asegurarse de que Estados Unidos fuera consciente del peligro, en julio de 1939, unos meses antes del comienzo de la Segunda Guerra Mundial en Europa, Szilárd y Wigner visitaron a Einstein para explicarle la posibilidad de las bombas atómicas, que Einstein, un pacifista, dijo que nunca había considerado. [157] Se le pidió que prestara su apoyo escribiendo una carta , con Szilárd, al presidente Roosevelt , recomendando que Estados Unidos prestara atención y se involucrara en su propia investigación de armas nucleares.
Se cree que la carta fue "posiblemente el estímulo clave para que Estados Unidos emprendiera investigaciones serias sobre armas nucleares en vísperas de su entrada en la Segunda Guerra Mundial". [158] Además de la carta, Einstein utilizó sus conexiones con la familia real belga [159] y la reina madre belga para obtener acceso con un enviado personal a la Oficina Oval de la Casa Blanca. Algunos dicen que, como resultado de la carta de Einstein y sus reuniones con Roosevelt, Estados Unidos entró en la "carrera" para desarrollar la bomba, aprovechando sus "inmensos recursos materiales, financieros y científicos" para iniciar el Proyecto Manhattan .
Para Einstein, "la guerra era una enfermedad... [y] él llamaba a la resistencia a la guerra". Al firmar la carta a Roosevelt, algunos sostienen que fue en contra de sus principios pacifistas. [160] En 1954, un año antes de su muerte, Einstein le dijo a su viejo amigo, Linus Pauling , "cometí un gran error en mi vida: cuando firmé la carta al presidente Roosevelt recomendando que se fabricaran bombas atómicas; pero había cierta justificación: el peligro de que los alemanes las fabricaran..." [161] En 1955, Einstein y otros diez intelectuales y científicos, incluido el filósofo británico Bertrand Russell , firmaron un manifiesto que destacaba el peligro de las armas nucleares. [162] En 1960, Einstein fue incluido póstumamente como miembro fundador de la Academia Mundial de Arte y Ciencia (WAAS), [163] una organización fundada por distinguidos científicos e intelectuales que se comprometieron con los avances responsables y éticos de la ciencia, particularmente a la luz del desarrollo de armas nucleares.
Ciudadanía estadounidense
Einstein se convirtió en ciudadano estadounidense en 1940. Poco después de establecerse en el Instituto de Estudios Avanzados de Princeton (Nueva Jersey), expresó su aprecio por la meritocracia en la cultura estadounidense en comparación con la europea. Reconoció el "derecho de los individuos a decir y pensar lo que quisieran" sin barreras sociales. Como resultado, se alentaba a los individuos, dijo, a ser más creativos, un rasgo que valoraba desde su educación temprana. [164]
Einstein se unió a la Asociación Nacional para el Progreso de las Personas de Color (NAACP) en Princeton, donde hizo campaña por los derechos civiles de los afroamericanos. Consideraba que el racismo era la "peor enfermedad" de Estados Unidos, [137] [165] y lo veía como "transmitido de una generación a la siguiente". [166] Como parte de su participación, mantuvo correspondencia con el activista de derechos civiles WEB Du Bois y estaba dispuesto a testificar a su favor durante su juicio como presunto agente extranjero en 1951. [167] Cuando Einstein se ofreció a ser testigo de carácter para Du Bois, el juez decidió desestimar el caso. [168]
En 1946, Einstein visitó la Universidad Lincoln en Pensilvania, una universidad históricamente negra , donde se le concedió un título honorífico. Lincoln fue la primera universidad de los Estados Unidos en otorgar títulos universitarios a afroamericanos; entre sus ex alumnos se incluyen Langston Hughes y Thurgood Marshall . Einstein dio un discurso sobre el racismo en Estados Unidos y agregó: "No tengo intención de quedarme callado al respecto". [169] Un residente de Princeton recuerda que Einstein había pagado una vez la matrícula universitaria de un estudiante negro. [168] Einstein ha dicho: "Siendo judío yo mismo, tal vez pueda comprender y empatizar con cómo se sienten las personas negras como víctimas de discriminación". [165]
Opiniones personales
Puntos de vista políticos
En 1918, Einstein fue uno de los firmantes de la proclamación fundacional del Partido Democrático Alemán , un partido liberal. [170] [171] Más adelante en su vida, la visión política de Einstein fue a favor del socialismo y crítica del capitalismo, lo que detalló en sus ensayos como " ¿Por qué el socialismo? ". [172] [173] Sus opiniones sobre los bolcheviques también cambiaron con el tiempo. En 1925, los criticó por no tener un "sistema de gobierno bien regulado" y calificó su gobierno como un "régimen de terror y una tragedia en la historia humana". Más tarde adoptó una visión más moderada, criticando sus métodos pero elogiándolos, lo que se muestra en su observación de 1929 sobre Vladimir Lenin :
En Lenin honro a un hombre que, con el sacrificio total de su propia persona, ha consagrado toda su energía a la realización de la justicia social. No encuentro aconsejables sus métodos. Una cosa es cierta, sin embargo: hombres como él son los guardianes y renovadores de la conciencia de la humanidad. [174]
Einstein ofreció y fue convocado para emitir juicios y opiniones sobre cuestiones a menudo no relacionadas con la física teórica o las matemáticas. [145] Abogó firmemente por la idea de un gobierno mundial democrático que controlaría el poder de los estados-nación en el marco de una federación mundial. [175] Escribió: "Abogo por un gobierno mundial porque estoy convencido de que no hay otra forma posible de eliminar el peligro más terrible en el que el hombre se ha encontrado jamás". [176] El FBI creó un expediente secreto sobre Einstein en 1932; en el momento de su muerte, tenía 1.427 páginas. [177]
Einstein quedó profundamente impresionado por Mahatma Gandhi , con quien mantuvo correspondencia. Describió a Gandhi como "un modelo a seguir para las generaciones venideras". [178] La conexión inicial se estableció el 27 de septiembre de 1931, cuando Wilfrid Israel llevó a su invitado indio VA Sundaram a conocer a su amigo Einstein en su casa de verano en la ciudad de Caputh. Sundaram era discípulo y enviado especial de Gandhi, a quien Wilfrid Israel conoció mientras visitaba la India y visitaba la casa del líder indio en 1925. Durante la visita, Einstein escribió una breve carta a Gandhi que le fue entregada a través de su enviado, y Gandhi respondió rápidamente con su propia carta. Aunque al final Einstein y Gandhi no pudieron reunirse como esperaban, la conexión directa entre ellos se estableció a través de Wilfrid Israel. [179]
Relación con el sionismo
Einstein fue un líder figurativo en el establecimiento de la Universidad Hebrea de Jerusalén , [180] que abrió en 1925. [181] Antes, en 1921, el bioquímico y presidente de la Organización Sionista Mundial , Chaim Weizmann , le pidió que ayudara a recaudar fondos para la universidad planificada. [182] Hizo sugerencias para la creación de un Instituto de Agricultura, un Instituto Químico y un Instituto de Microbiología con el fin de luchar contra las diversas epidemias en curso, como la malaria , a la que llamó un "mal" que estaba socavando un tercio del desarrollo del país. [183] También promovió el establecimiento de un Instituto de Estudios Orientales, que incluiría cursos de idiomas impartidos tanto en hebreo como en árabe. [184]
Einstein no era un nacionalista y se opuso a la creación de un estado judío independiente. [185] Creía que las oleadas de judíos que llegaban de la Aliá podían vivir junto a los árabes existentes en Palestina . El estado de Israel se estableció sin su ayuda en 1948; Einstein se limitó a un papel marginal en el movimiento sionista . [186] Tras la muerte del presidente israelí Weizmann en noviembre de 1952, el primer ministro David Ben-Gurion le ofreció a Einstein el cargo en gran parte ceremonial de presidente de Israel a instancias de Ezriel Carlebach . [187] [188] La oferta fue presentada por el embajador de Israel en Washington, Abba Eban , quien explicó que la oferta "encarna el respeto más profundo que el pueblo judío puede depositar en cualquiera de sus hijos". [189] Einstein escribió que estaba "profundamente conmovido", pero "a la vez entristecido y avergonzado" de no poder aceptarla. [189]
Puntos de vista religiosos y filosóficos
"Señoras y señores, nuestra época se enorgullece de los avances que ha logrado en el desarrollo intelectual del hombre. La búsqueda y el esfuerzo por la verdad y el conocimiento es una de las más altas cualidades del hombre..."
Según Lee Smolin , "creo que lo que le permitió a Einstein lograr tanto fue principalmente una cualidad moral. Simplemente le importaba mucho más que a la mayoría de sus colegas que las leyes de la física tuvieran que explicar todo en la naturaleza de manera coherente y consistente". [190] Einstein expuso su perspectiva espiritual en una amplia gama de escritos y entrevistas. [191] Dijo que tenía simpatía por el Dios panteísta impersonal de la filosofía de Baruch Spinoza . [192] No creía en un dios personal que se preocupa por los destinos y las acciones de los seres humanos, una visión que describió como ingenua. [193] Aclaró, sin embargo, que "no soy ateo", [194] prefiriendo llamarse a sí mismo agnóstico, [195] [196] o un "no creyente profundamente religioso". [193] Escribió que "en las leyes del universo se manifiesta un espíritu, un espíritu inmensamente superior al del hombre, y ante el cual nosotros, con nuestros modestos poderes, debemos sentirnos humildes. De esta manera, la búsqueda de la ciencia conduce a un sentimiento religioso de un tipo especial". [197]
Einstein estuvo principalmente afiliado a grupos humanistas y de cultura ética no religiosos tanto en el Reino Unido como en los Estados Unidos. Fue miembro del consejo asesor de la Primera Sociedad Humanista de Nueva York [ 198] y fue socio honorario de la Asociación Racionalista , que publica New Humanist en Gran Bretaña. Para el 75.º aniversario de la Sociedad de Cultura Ética de Nueva York , afirmó que la idea de la cultura ética encarnaba su concepción personal de lo que es más valioso y duradero en el idealismo religioso. Observó: "Sin 'cultura ética' no hay salvación para la humanidad". [199]
En una carta en alemán al filósofo Eric Gutkind , fechada el 3 de enero de 1954, Einstein escribió:
La palabra Dios no es para mí más que la expresión y el producto de las debilidades humanas, la Biblia una colección de leyendas honorables, pero todavía primitivas, que son, sin embargo, bastante infantiles. Ninguna interpretación, por sutil que sea, puede (para mí) cambiar esto. ... Para mí, la religión judía , como todas las demás religiones, es una encarnación de las supersticiones más infantiles. Y el pueblo judío, al que pertenezco con gusto y con cuya mentalidad tengo una profunda afinidad, no tiene para mí ninguna cualidad diferente a la de todos los demás pueblos. ... No puedo ver nada " elegido " en ellos. [200]
Einstein simpatizaba con el vegetarianismo desde hacía mucho tiempo. En una carta de 1930 a Hermann Huth, vicepresidente de la Federación Vegetariana Alemana (Deutsche Vegetarier-Bund) , escribió:
Aunque circunstancias externas me han impedido seguir una dieta vegetariana estricta, desde hace mucho tiempo soy partidario de la causa en principio. Además de estar de acuerdo con los objetivos del vegetarianismo por razones estéticas y morales, opino que un estilo de vida vegetariano, por su efecto puramente físico sobre el temperamento humano, influiría de forma sumamente beneficiosa en la suerte de la humanidad. [201]
Él mismo se hizo vegetariano sólo en la última parte de su vida. En marzo de 1954 escribió en una carta: «Vivo sin grasas, sin carne, sin pescado, pero me siento muy bien así. Casi me parece que el hombre no nació para ser carnívoro». [202]
Amor por la música
Einstein desarrolló una gran afición por la música desde muy temprana edad. En sus últimos diarios escribió:
Si no fuera físico, probablemente sería músico. A menudo pienso en la música. Vivo mis sueños en la música. Veo mi vida en términos de música... La música es mi mayor alegría en la vida. [203] [204]
Su madre tocaba el piano razonablemente bien y quería que su hijo aprendiera a tocar el violín, no solo para inculcarle el amor por la música sino también para ayudarlo a asimilarse a la cultura alemana . Según el director de orquesta Leon Botstein , Einstein comenzó a tocar cuando tenía 5 años. Sin embargo, no lo disfrutaba a esa edad. [205]
Cuando cumplió 13 años, descubrió las sonatas para violín de Mozart , con lo que se enamoró de las composiciones de Mozart y estudió música con más ganas. Einstein aprendió a tocar por sí mismo sin "practicar nunca sistemáticamente". Dijo que "el amor es un mejor maestro que el sentido del deber". [205] A la edad de 17 años, un examinador de una escuela de Aarau lo escuchó mientras tocaba las sonatas para violín de Beethoven . El examinador declaró después que su interpretación era "notable y reveladora de una 'gran perspicacia ' ". Lo que sorprendió al examinador, escribe Botstein, fue que Einstein "mostró un profundo amor por la música, una cualidad que era y sigue siendo escasa. La música poseía un significado inusual para este estudiante". [205]
La música adquirió un papel central y permanente en la vida de Einstein a partir de ese período. Aunque la idea de convertirse en músico profesional no estuvo en su mente en ningún momento, entre aquellos con quienes Einstein tocó música de cámara había algunos profesionales, incluido Kurt Appelbaum, y actuó para audiencias privadas y amigos. La música de cámara también se había convertido en una parte habitual de su vida social mientras vivía en Berna, Zúrich y Berlín, donde tocó con Max Planck y su hijo, entre otros. A veces se le atribuye erróneamente como editor de la edición de 1937 del catálogo Köchel de la obra de Mozart; esa edición fue preparada por Alfred Einstein , quien puede haber sido un pariente lejano. [206] [207]
En 1931, mientras realizaba una investigación en el Instituto de Tecnología de California, visitó el conservatorio familiar Zoellner en Los Ángeles, donde tocó algunas obras de Beethoven y Mozart con miembros del Cuarteto Zoellner . [208] [209] Cerca del final de su vida, cuando el joven Cuarteto Juilliard lo visitó en Princeton, tocó su violín con ellos, y el cuarteto quedó "impresionado por el nivel de coordinación y entonación de Einstein". [205]
Muerte
El 17 de abril de 1955, Einstein sufrió una hemorragia interna causada por la ruptura de un aneurisma aórtico abdominal , que previamente había sido reforzado quirúrgicamente por Rudolph Nissen en 1948. [210] Se llevó consigo al hospital el borrador de un discurso que estaba preparando para una aparición televisiva conmemorando el séptimo aniversario del estado de Israel, pero no vivió para completarlo. [211]
Einstein se negó a operarse, diciendo: "Quiero irme cuando quiera. Es de mal gusto prolongar la vida artificialmente. Ya he hecho mi parte; es hora de irme. Lo haré con elegancia". [212] Murió en el Hospital de Princeton a primera hora de la mañana siguiente a la edad de 76 años, después de haber seguido trabajando hasta casi el final. [213]
Durante la autopsia, el patólogo Thomas Stoltz Harvey extrajo el cerebro de Einstein para su conservación sin el permiso de su familia, con la esperanza de que la neurociencia del futuro pudiera descubrir qué hizo a Einstein tan inteligente. [214] Los restos de Einstein fueron incinerados en Trenton, Nueva Jersey , [215] y sus cenizas fueron esparcidas en un lugar no revelado. [216] [217]
En una conferencia conmemorativa pronunciada el 13 de diciembre de 1965 en la sede de la UNESCO , el físico nuclear J. Robert Oppenheimer resumió su impresión de Einstein como persona: "Era casi totalmente carente de sofisticación y totalmente de mundanidad... Siempre había en él una pureza maravillosa, a la vez infantil y profundamente obstinada". [218]
Einstein legó sus archivos personales, su biblioteca y sus bienes intelectuales a la Universidad Hebrea de Jerusalén en Israel. [219]
Carrera científica
A lo largo de su vida, Einstein publicó cientos de libros y artículos. [21] [220] Publicó más de 300 artículos científicos y 150 no científicos. [15] [220] El 5 de diciembre de 2014, universidades y archivos anunciaron la publicación de los artículos de Einstein, que comprenden más de 30.000 documentos únicos. [221] [222] Además del trabajo que realizó por sí mismo, también colaboró con otros científicos en proyectos adicionales, incluyendo las estadísticas de Bose-Einstein , el refrigerador de Einstein y otros. [223] [224]
Mecánica estadística
Fluctuaciones termodinámicas y física estadística
El primer artículo de Einstein [82] [225] presentado en 1900 en Annalen der Physik fue sobre la atracción capilar . Fue publicado en 1901 con el título "Folgerungen aus den Capillaritätserscheinungen", que se traduce como "Conclusiones de los fenómenos de capilaridad". Dos artículos que publicó en 1902-1903 (termodinámica) intentaron interpretar los fenómenos atómicos desde un punto de vista estadístico. Estos artículos fueron la base para el artículo de 1905 sobre el movimiento browniano, que mostró que el movimiento browniano puede interpretarse como evidencia firme de que existen moléculas. Su investigación en 1903 y 1904 se centró principalmente en el efecto del tamaño atómico finito en los fenómenos de difusión. [225]
Teoría de la opalescencia crítica
Einstein volvió al problema de las fluctuaciones termodinámicas, dando un tratamiento de las variaciones de densidad en un fluido en su punto crítico. Ordinariamente las fluctuaciones de densidad están controladas por la segunda derivada de la energía libre con respecto a la densidad. En el punto crítico, esta derivada es cero, lo que lleva a grandes fluctuaciones. El efecto de las fluctuaciones de densidad es que la luz de todas las longitudes de onda se dispersa, haciendo que el fluido parezca blanco lechoso. Einstein relaciona esto con la dispersión de Rayleigh , que es lo que sucede cuando el tamaño de la fluctuación es mucho menor que la longitud de onda, y que explica por qué el cielo es azul. [226] Einstein derivó cuantitativamente la opalescencia crítica a partir de un tratamiento de las fluctuaciones de densidad, y demostró cómo tanto el efecto como la dispersión de Rayleigh se originan a partir de la constitución atomística de la materia.
1905 –Año mirabilispapeles
Los artículos Annus Mirabilis son cuatro artículos relacionados con el efecto fotoeléctrico (que dio origen a la teoría cuántica ), el movimiento browniano , la teoría especial de la relatividad y E = mc2 que Einstein publicó en la revista científica Annalen der Physik en 1905. Estos cuatro trabajos contribuyeron sustancialmente a la fundación de la física moderna y cambiaron las visiones sobre el espacio , el tiempo y la materia . Los cuatro artículos son:
| Título (traducido) | Área de enfoque | Recibió | Publicado | Significado |
|---|---|---|---|---|
| "Desde un punto de vista heurístico sobre la producción y transformación de la luz" [227] | Efecto fotoeléctrico | 18 de marzo | 9 de junio | Resolvió un problema no resuelto al sugerir que la energía se intercambia solo en cantidades discretas ( cuantos ). [228] Esta idea fue fundamental para el desarrollo temprano de la teoría cuántica. [229] |
| "Sobre el movimiento de pequeñas partículas suspendidas en un líquido estacionario, tal como lo requiere la teoría cinética molecular del calor" [230] | Movimiento browniano | 11 de mayo | 18 de julio | Explicó la evidencia empírica de la teoría atómica , apoyando la aplicación de la física estadística . |
| "Sobre la electrodinámica de los cuerpos en movimiento" [231] | Relatividad especial | 30 de junio | 26 de septiembre | Reconcilió las ecuaciones de Maxwell para la electricidad y el magnetismo con las leyes de la mecánica al introducir cambios en la mecánica, resultantes del análisis basado en evidencia empírica de que la velocidad de la luz es independiente del movimiento del observador. [232] [ especificar ] Desacreditó el concepto de un " éter luminífero ". [233] |
| "¿Depende la inercia de un cuerpo de su contenido energético?" [234] | Equivalencia materia-energía | 27 de septiembre | 21 de noviembre | Equivalencia de materia y energía, E = mc 2 , la existencia de la " energía en reposo " y la base de la energía nuclear. |
Relatividad especial
El 30 de junio de 1905 se recibió el libro de Einstein " Sobre la electrodinámica de los cuerpos en movimiento " [231] y se publicó el 26 de septiembre de ese mismo año. Reconciliaba los conflictos entre las ecuaciones de Maxwell (las leyes de la electricidad y el magnetismo) y las leyes de la mecánica newtoniana introduciendo cambios en las leyes de la mecánica. [235] Observacionalmente, los efectos de estos cambios son más evidentes a altas velocidades (cuando los objetos se mueven a velocidades cercanas a la velocidad de la luz ). La teoría desarrollada en este artículo más tarde se conocería como la teoría especial de la relatividad de Einstein.
En este artículo se predijo que, cuando se midiera la velocidad en el marco de un observador en movimiento relativo, un reloj transportado por un cuerpo en movimiento parecería disminuir su velocidad y el propio cuerpo se contraería en su dirección de movimiento. En este artículo también se argumentó que la idea de un éter luminífero —una de las entidades teóricas más importantes de la física en ese momento— era superflua. [nota 4]
En su artículo sobre equivalencia masa-energía , Einstein produjo E = mc2 como consecuencia de sus ecuaciones de relatividad especial. [ 236] El trabajo de Einstein de 1905 sobre la relatividad siguió siendo controvertido durante muchos años, pero fue aceptado por los principales físicos, empezando por Max Planck . [nota 5] [237]
Einstein originalmente formuló la relatividad especial en términos de cinemática (el estudio de los cuerpos en movimiento). En 1908, Hermann Minkowski reinterpretó la relatividad especial en términos geométricos como una teoría del espacio-tiempo . Einstein adoptó el formalismo de Minkowski en su teoría general de la relatividad de 1915. [238]
Relatividad general
Relatividad general y principio de equivalencia
La relatividad general (RG) es una teoría de la gravitación desarrollada por Einstein entre 1907 y 1915. Según ella, la atracción gravitatoria observada entre masas resulta de la deformación del espacio-tiempo por dichas masas. La relatividad general se ha convertido en una herramienta esencial en la astrofísica moderna ; proporciona la base para la comprensión actual de los agujeros negros , regiones del espacio donde la atracción gravitatoria es tan fuerte que ni siquiera la luz puede escapar. [239]
Como Einstein dijo más tarde, la razón para el desarrollo de la relatividad general fue que la preferencia de los movimientos inerciales dentro de la relatividad especial era insatisfactoria, mientras que una teoría que desde el principio no prefiere ningún estado de movimiento (incluso los acelerados) debería parecer más satisfactoria. [240] En consecuencia, en 1907 publicó un artículo sobre la aceleración bajo la relatividad especial. En ese artículo titulado "Sobre el principio de relatividad y las conclusiones extraídas de él", argumentó que la caída libre es realmente un movimiento inercial, y que para un observador en caída libre deben aplicarse las reglas de la relatividad especial. Este argumento se llama principio de equivalencia . En el mismo artículo, Einstein también predijo los fenómenos de dilatación del tiempo gravitacional , corrimiento al rojo gravitacional y lente gravitacional . [241] [242]
En 1911, Einstein publicó otro artículo, "Sobre la influencia de la gravitación en la propagación de la luz", que ampliaba el artículo de 1907 y en el que estimaba la magnitud de la desviación de la luz por parte de cuerpos masivos. De este modo, la predicción teórica de la relatividad general podía comprobarse experimentalmente por primera vez. [243]
Ondas gravitacionales
En 1916, Einstein predijo las ondas gravitacionales , [244] [245] ondulaciones en la curvatura del espacio-tiempo que se propagan como ondas , viajando hacia afuera desde la fuente, transportando energía como radiación gravitacional. La existencia de ondas gravitacionales es posible bajo la relatividad general debido a su invariancia de Lorentz que trae consigo el concepto de una velocidad finita de propagación de las interacciones físicas de la gravedad. Por el contrario, las ondas gravitacionales no pueden existir en la teoría de la gravitación newtoniana , que postula que las interacciones físicas de la gravedad se propagan a una velocidad infinita.
La primera detección indirecta de ondas gravitacionales se produjo en la década de 1970 a través de la observación de un par de estrellas de neutrones en órbita cercana , PSR B1913+16 . [246] La explicación de la descomposición de su período orbital fue que estaban emitiendo ondas gravitacionales. [246] [247] La predicción de Einstein se confirmó el 11 de febrero de 2016, cuando los investigadores de LIGO publicaron la primera observación de ondas gravitacionales , [248] detectadas en la Tierra el 14 de septiembre de 2015, casi cien años después de la predicción. [246] [249] [250] [251] [252]
Argumento de Hole y teoría de Entwurf
Mientras desarrollaba la relatividad general, Einstein se confundió con la invariancia de calibración de la teoría. Formuló un argumento que lo llevó a concluir que una teoría de campo relativista general es imposible. Dejó de buscar ecuaciones tensoriales completamente covariantes y buscó ecuaciones que fueran invariantes solo bajo transformaciones lineales generales. [253]
En junio de 1913, el resultado de estas investigaciones fue la teoría Entwurf ('borrador'). Como su nombre indica, se trataba de un esbozo de una teoría, menos elegante y más difícil que la relatividad general, con las ecuaciones de movimiento complementadas con condiciones adicionales de fijación de norma. Después de más de dos años de trabajo intensivo, Einstein se dio cuenta de que el argumento del agujero era erróneo [254] y abandonó la teoría en noviembre de 1915.
Cosmología física
En 1917, Einstein aplicó la teoría general de la relatividad a la estructura del universo en su conjunto. [255] Descubrió que las ecuaciones de campo generales predecían un universo dinámico, ya sea en contracción o expansión. Como en ese momento faltaban pruebas observacionales de un universo dinámico, Einstein introdujo un nuevo término, la constante cosmológica , en las ecuaciones de campo, para permitir que la teoría predijera un universo estático. Las ecuaciones de campo modificadas predijeron un universo estático de curvatura cerrada, de acuerdo con la comprensión de Einstein del principio de Mach en estos años. Este modelo se conoció como el Mundo de Einstein o el universo estático de Einstein . [256] [257]
Tras el descubrimiento de la recesión de las galaxias por Edwin Hubble en 1929, Einstein abandonó su modelo estático del universo y propuso dos modelos dinámicos del cosmos, el universo de Friedmann-Einstein de 1931 [258] [259] y el universo de Einstein-de Sitter de 1932. [260] [261] En cada uno de estos modelos, Einstein descartó la constante cosmológica, afirmando que era "en cualquier caso teóricamente insatisfactoria". [258] [259] [262]
En muchas biografías de Einstein se afirma que, en años posteriores, Einstein se refirió a la constante cosmológica como su "mayor error", basándose en una carta que George Gamow afirmaba haber recibido de él. El astrofísico Mario Livio ha puesto en duda esta afirmación. [263]
A finales de 2013, un equipo dirigido por el físico irlandés Cormac O'Raifeartaigh descubrió evidencia de que, poco después de conocer las observaciones de Hubble sobre la recesión de las galaxias, Einstein consideró un modelo de estado estable del universo. [264] [265] En un manuscrito hasta ahora pasado por alto, aparentemente escrito a principios de 1931, Einstein exploró un modelo del universo en expansión en el que la densidad de la materia permanece constante debido a una creación continua de materia, un proceso que asoció con la constante cosmológica. [266] [267] Como afirmó en el artículo, "En lo que sigue, me gustaría llamar la atención sobre una solución a la ecuación (1) que puede explicar los hechos de Hubbel [ sic ], y en la que la densidad es constante en el tiempo" ... "Si uno considera un volumen físicamente limitado, las partículas de materia lo abandonarán continuamente. Para que la densidad permanezca constante, nuevas partículas de materia deben formarse continuamente en el volumen desde el espacio".
Parece, pues, que Einstein consideró un modelo de estado estacionario del universo en expansión muchos años antes que Hoyle, Bondi y Gold. [268] [269] Sin embargo, el modelo de estado estacionario de Einstein contenía un fallo fundamental y abandonó rápidamente la idea. [266] [267] [270]
Pseudotensor de momento energético
La relatividad general incluye un espacio-tiempo dinámico, por lo que es difícil ver cómo identificar la energía y el momento conservados. El teorema de Noether permite determinar estas cantidades a partir de un lagrangiano con invariancia de traslación , pero la covarianza general convierte a la invariancia de traslación en una especie de simetría de calibre . La energía y el momento derivados dentro de la relatividad general por las prescripciones de Noether no forman un tensor real por esta razón. [271]
Einstein argumentó que esto es cierto por una razón fundamental: el campo gravitatorio podría desaparecer mediante una elección de coordenadas. Sostuvo que el pseudotensor de momento y energía no covariante era, de hecho, la mejor descripción de la distribución de momento y energía en un campo gravitatorio. Si bien el uso de objetos no covariantes como los pseudotensores fue criticado por Erwin Schrödinger y otros, el enfoque de Einstein ha sido repetido por físicos como Lev Landau y Evgeny Lifshitz . [272]
Agujeros de gusano
En 1935, Einstein colaboró con Nathan Rosen para producir un modelo de un agujero de gusano , a menudo llamado puentes de Einstein-Rosen . [273] [274] Su motivación era modelar partículas elementales con carga como una solución de ecuaciones de campo gravitacional, en línea con el programa descrito en el artículo "¿Los campos gravitacionales juegan un papel importante en la constitución de las partículas elementales?". Estas soluciones cortaban y pegaban agujeros negros de Schwarzschild para hacer un puente entre dos parches. Debido a que estas soluciones incluían la curvatura del espacio-tiempo sin la presencia de un cuerpo físico, Einstein y Rosen sugirieron que podían proporcionar los inicios de una teoría que evitara la noción de partículas puntuales. Sin embargo, más tarde se descubrió que los puentes de Einstein-Rosen no son estables. [275]
Teoría de Einstein-Cartan
Para incorporar partículas puntuales giratorias a la relatividad general, era necesario generalizar la conexión afín para incluir una parte antisimétrica, llamada torsión . Esta modificación fue realizada por Einstein y Cartan en la década de 1920.
Ecuaciones de movimiento
En la relatividad general, la fuerza gravitacional se reimagina como la curvatura del espacio-tiempo . Una trayectoria curva como una órbita no es el resultado de una fuerza que desvía un cuerpo de una trayectoria recta ideal, sino más bien el intento del cuerpo de caer libremente a través de un fondo que está curvado por la presencia de otras masas. Una observación de John Archibald Wheeler que se ha vuelto proverbial entre los físicos resume la teoría: "El espacio-tiempo le dice a la materia cómo moverse; la materia le dice al espacio-tiempo cómo curvarse". [276] [277] Las ecuaciones de campo de Einstein cubren el último aspecto de la teoría, relacionando la curvatura del espacio-tiempo con la distribución de materia y energía. La ecuación geodésica cubre el primer aspecto, afirmando que los cuerpos en caída libre siguen líneas que son lo más rectas posibles en un espacio-tiempo curvo . Einstein consideró esto como una "suposición fundamental independiente" que tenía que postularse además de las ecuaciones de campo para completar la teoría. Al considerar que esto era un defecto de la forma en que se presentó originalmente la relatividad general, quiso derivarla de las propias ecuaciones de campo. Dado que las ecuaciones de la relatividad general no son lineales, un trozo de energía formado por campos gravitacionales puros, como un agujero negro, se movería en una trayectoria que está determinada por las propias ecuaciones de campo de Einstein, no por una nueva ley. En consecuencia, Einstein propuso que las ecuaciones de campo determinarían que la trayectoria de una solución singular, como un agujero negro, sería una geodésica. Tanto los físicos como los filósofos han repetido a menudo la afirmación de que la ecuación geodésica se puede obtener aplicando las ecuaciones de campo al movimiento de una singularidad gravitacional , pero esta afirmación sigue siendo discutida. [278] [279]
Antigua teoría cuántica
Fotones y cuantos de energía
En un artículo de 1905, [227] Einstein postuló que la luz misma consiste en partículas localizadas ( cuantos ). Los cuantos de luz de Einstein fueron rechazados casi universalmente por todos los físicos, incluidos Max Planck y Niels Bohr. Esta idea solo se aceptó universalmente en 1919, con los experimentos detallados de Robert Millikan sobre el efecto fotoeléctrico y con la medición de la dispersión Compton .
Einstein concluyó que cada onda de frecuencia f está asociada a una colección de fotones con energía hf cada uno, donde h es la constante de Planck . No dijo mucho más, porque no estaba seguro de cómo se relacionaban las partículas con la onda. Pero sí sugirió que esta idea explicaría ciertos resultados experimentales, en particular el efecto fotoeléctrico . [227] Los cuantos de luz fueron denominados fotones por Gilbert N. Lewis en 1926. [280]
Vibraciones atómicas cuantificadas
En 1907, Einstein propuso un modelo de la materia en el que cada átomo de una estructura reticular es un oscilador armónico independiente. En el modelo de Einstein, cada átomo oscila de forma independiente: una serie de estados cuantizados equidistantes para cada oscilador. Einstein era consciente de que sería difícil obtener la frecuencia de las oscilaciones reales, pero aun así propuso esta teoría porque era una demostración particularmente clara de que la mecánica cuántica podía resolver el problema del calor específico en la mecánica clásica. Peter Debye refinó este modelo. [281]
Estadísticas de Bose-Einstein
En 1924, Einstein recibió una descripción de un modelo estadístico del físico indio Satyendra Nath Bose , basado en un método de conteo que asumía que la luz podía entenderse como un gas de partículas indistinguibles. Einstein notó que las estadísticas de Bose se aplicaban a algunos átomos, así como a las partículas de luz propuestas, y presentó su traducción del artículo de Bose al Zeitschrift für Physik . Einstein también publicó sus propios artículos describiendo el modelo y sus implicaciones, entre ellas el fenómeno del condensado de Bose-Einstein , según el cual algunas partículas deberían aparecer a temperaturas muy bajas. [282] No fue hasta 1995 que Eric Allin Cornell y Carl Wieman produjeron experimentalmente el primer condensado de este tipo utilizando un equipo de ultraenfriamiento construido en el laboratorio NIST - JILA de la Universidad de Colorado en Boulder . [283] Las estadísticas de Bose-Einstein se utilizan ahora para describir los comportamientos de cualquier conjunto de bosones . Los bocetos de Einstein para este proyecto se pueden ver en el Archivo Einstein de la biblioteca de la Universidad de Leiden. [223]
Dualidad onda-partícula
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Aunque la oficina de patentes promovió a Einstein a examinador técnico de segunda clase en 1906, no había abandonado la academia. En 1908, se convirtió en Privatdozent en la Universidad de Berna. [284] En " Über die Entwicklung unserer Anschauungen über das Wesen und die Konstitution der Strahlung " ("El desarrollo de nuestros puntos de vista sobre la composición y esencia de la radiación"), sobre la cuantización de la luz, y en un artículo anterior de 1909, Einstein demostró que los cuantos de energía de Max Planck deben tener momentos bien definidos y actuar en algunos aspectos como partículas puntuales independientes . Este artículo introdujo el concepto de fotón e inspiró la noción de dualidad onda-partícula en la mecánica cuántica. Einstein vio esta dualidad onda-partícula en la radiación como evidencia concreta de su convicción de que la física necesitaba una base nueva y unificada.
Energía de punto cero
En una serie de trabajos realizados entre 1911 y 1913, Planck reformuló su teoría cuántica de 1900 e introdujo la idea de la energía del punto cero en su "segunda teoría cuántica". Pronto, esta idea atrajo la atención de Einstein y su asistente Otto Stern . Suponiendo que la energía de las moléculas diatómicas en rotación contiene energía del punto cero, compararon el calor específico teórico del gas hidrógeno con los datos experimentales. Los números coincidían perfectamente. Sin embargo, después de publicar los hallazgos, retiraron rápidamente su apoyo, porque ya no confiaban en la exactitud de la idea de la energía del punto cero. [285]
Emisión estimulada
En 1917, en el apogeo de su trabajo sobre la relatividad, Einstein publicó un artículo en Physikalische Zeitschrift que proponía la posibilidad de emisión estimulada , el proceso físico que hace posible el máser y el láser . [286] Este artículo mostró que las estadísticas de absorción y emisión de luz solo serían consistentes con la ley de distribución de Planck si la emisión de luz en un modo con n fotones se mejorara estadísticamente en comparación con la emisión de luz en un modo vacío. Este artículo fue enormemente influyente en el desarrollo posterior de la mecánica cuántica, porque fue el primer artículo en mostrar que las estadísticas de las transiciones atómicas tenían leyes simples. [287]
Ondas de materia
Einstein descubrió el trabajo de Louis de Broglie y apoyó sus ideas, que al principio fueron recibidas con escepticismo. En otro artículo importante de esta época, Einstein observó que las ondas de De Broglie podían explicar las reglas de cuantificación de Bohr y Sommerfeld . Este artículo inspiraría el trabajo de Schrödinger de 1926. [288] [289]
Mecánica cuántica
Las objeciones de Einstein a la mecánica cuántica
Einstein desempeñó un papel importante en el desarrollo de la teoría cuántica, comenzando con su artículo de 1905 sobre el efecto fotoeléctrico. Sin embargo, se disgustó con la mecánica cuántica moderna tal como había evolucionado después de 1925, a pesar de su aceptación por otros físicos. Era escéptico respecto de que la aleatoriedad de la mecánica cuántica fuera fundamental y no el resultado del determinismo, y afirmaba que Dios "no está jugando a los dados". [290] Hasta el final de su vida, siguió manteniendo que la mecánica cuántica estaba incompleta. [291]
Bohr contra Einstein
Los debates Bohr-Einstein fueron una serie de disputas públicas sobre la mecánica cuántica entre Einstein y Niels Bohr , dos de sus fundadores. Sus debates son recordados por su importancia para la filosofía de la ciencia . [292] [293] [294] Sus debates influirían en las interpretaciones posteriores de la mecánica cuántica .
Paradoja de Einstein-Podolsky-Rosen
Einstein nunca aceptó por completo la mecánica cuántica. Si bien reconoció que hacía predicciones correctas, creía que debía ser posible una descripción más fundamental de la naturaleza. A lo largo de los años presentó múltiples argumentos en este sentido, pero el que más le gustaba databa de un debate con Bohr en 1930. Einstein sugirió un experimento mental en el que se permite que dos objetos interactúen y luego se alejen una gran distancia uno del otro. La descripción mecánico-cuántica de los dos objetos es una entidad matemática conocida como función de onda . Si se da la función de onda que describe los dos objetos antes de su interacción, entonces la ecuación de Schrödinger proporciona la función de onda que los describe después de su interacción. Pero debido a lo que más tarde se llamaría entrelazamiento cuántico , medir un objeto conduciría a un cambio instantáneo de la función de onda que describe el otro objeto, sin importar cuán lejos esté. Además, la elección de qué medición realizar sobre el primer objeto afectaría a qué función de onda podría resultar para el segundo objeto. Einstein razonó que ninguna influencia podría propagarse del primer objeto al segundo instantáneamente rápido. De hecho, argumentó, la física depende de la capacidad de distinguir una cosa de otra, y esas influencias instantáneas pondrían eso en tela de juicio. Como la verdadera "condición física" del segundo objeto no podía ser alterada inmediatamente por una acción realizada sobre el primero, Einstein concluyó que la función de onda no podía ser esa verdadera condición física, sino sólo una descripción incompleta de ella. [295] [296]
Una versión más famosa de este argumento llegó en 1935, cuando Einstein publicó un artículo con Boris Podolsky y Nathan Rosen que exponía lo que se conocería como la paradoja EPR . [297] En este experimento mental, dos partículas interactúan de tal manera que la función de onda que las describe está entrelazada. Entonces, sin importar cuán separadas estuvieran las dos partículas, una medición precisa de la posición en una partícula implicaría la capacidad de predecir, perfectamente, el resultado de medir la posición de la otra partícula. Del mismo modo, una medición precisa del momento de una partícula daría como resultado una predicción igualmente precisa del momento de la otra partícula, sin necesidad de perturbar a la otra partícula de ninguna manera. Argumentaron que ninguna acción realizada sobre la primera partícula podría afectar instantáneamente a la otra, ya que esto implicaría que la información se transmitiera más rápido que la luz, lo cual está prohibido por la teoría de la relatividad . Invocaron un principio, conocido posteriormente como el "criterio EPR de realidad", que postulaba que: "Si, sin perturbar de ningún modo un sistema, podemos predecir con certeza (es decir, con una probabilidad igual a la unidad) el valor de una cantidad física, entonces existe un elemento de realidad correspondiente a esa cantidad". De esto, dedujeron que la segunda partícula debe tener un valor definido tanto de posición como de momento antes de que se pueda medir cualquiera de las cantidades. Pero la mecánica cuántica considera que estos dos observables son incompatibles y, por lo tanto, no asocia valores simultáneos para ambos a ningún sistema. Por lo tanto, Einstein, Podolsky y Rosen concluyeron que la teoría cuántica no proporciona una descripción completa de la realidad. [298]
En 1964, John Stewart Bell llevó el análisis del entrelazamiento cuántico mucho más allá. Dedujo que si las mediciones se realizan de forma independiente en las dos partículas separadas de un par entrelazado, entonces la suposición de que los resultados dependen de variables ocultas dentro de cada mitad implica una restricción matemática sobre cómo se correlacionan los resultados de las dos mediciones. Esta restricción se llamaría más tarde desigualdad de Bell . Bell luego demostró que la física cuántica predice correlaciones que violan esta desigualdad. En consecuencia, la única forma en que las variables ocultas podrían explicar las predicciones de la física cuántica es si son "no locales", lo que quiere decir que de alguna manera las dos partículas son capaces de interactuar instantáneamente sin importar cuán ampliamente se separen. [299] [300] Bell argumentó que debido a que una explicación de los fenómenos cuánticos en términos de variables ocultas requeriría no localidad, la paradoja EPR "se resuelve de la manera que a Einstein menos le hubiera gustado". [301]
A pesar de esto, y aunque Einstein personalmente encontró el argumento del artículo de EPR demasiado complicado, [295] [296] ese artículo se convirtió en uno de los artículos más influyentes publicados en Physical Review . Se lo considera una pieza central del desarrollo de la teoría de la información cuántica . [302]
Teoría del campo unificado
Alentado por su éxito con la relatividad general, Einstein buscó una teoría geométrica aún más ambiciosa que tratara la gravitación y el electromagnetismo como aspectos de una sola entidad. En 1950, describió su teoría del campo unificado en un artículo de Scientific American titulado "Sobre la teoría generalizada de la gravitación". [303] Su intento de encontrar las leyes más fundamentales de la naturaleza le valió elogios, pero no éxito: un defecto particularmente notorio de su modelo fue que no daba cabida a las fuerzas nucleares fuerte y débil , ninguna de las cuales fue bien entendida hasta muchos años después de su muerte. Aunque la mayoría de los investigadores ahora creen que el enfoque de Einstein para unificar la física fue erróneo, su objetivo de una teoría del todo es uno al que sus sucesores aún aspiran. [304]
Otras investigaciones
Einstein realizó otras investigaciones que no tuvieron éxito y las abandonó. Se trata de investigaciones sobre fuerza , superconductividad y otras.
Colaboración con otros científicos
Además de sus colaboradores de mucho tiempo Leopold Infeld , Nathan Rosen , Peter Bergmann y otros, Einstein también tuvo algunas colaboraciones puntuales con varios científicos.
Experimento de Einstein-de Haas
En 1908, Owen Willans Richardson predijo que un cambio en el momento magnético de un cuerpo libre hará que este cuerpo gire. Este efecto es una consecuencia de la conservación del momento angular y es lo suficientemente fuerte como para ser observable en materiales ferromagnéticos . [305] Einstein y Wander Johannes de Haas publicaron dos artículos en 1915 que afirmaban ser la primera observación experimental del efecto. [306] [307] Las mediciones de este tipo demuestran que el fenómeno de la magnetización es causado por la alineación ( polarización ) de los momentos angulares de los electrones en el material a lo largo del eje de magnetización. Estas mediciones también permiten la separación de las dos contribuciones a la magnetización: la que está asociada con el espín y con el movimiento orbital de los electrones. El experimento de Einstein-de Haas es el único experimento concebido, realizado y publicado por el propio Albert Einstein.
Una versión original completa del equipo experimental de Einstein-de Haas fue donada por Geertruida de Haas-Lorentz , esposa de De Haas e hija de Lorentz, al Museo Ampère en Lyon, Francia, en 1961, donde se exhibe actualmente. Se perdió entre los fondos del museo y fue redescubierto en 2023. [308] [309]
Einstein como inventor
En 1926, Einstein y su antiguo alumno Leó Szilárd inventaron conjuntamente (y en 1930 patentaron) el refrigerador Einstein . Este refrigerador de absorción fue revolucionario por no tener partes móviles y utilizar solo calor como entrada. [310] El 11 de noviembre de 1930, se le otorgó a Einstein y Leó Szilárd la patente estadounidense 1.781.541 para el refrigerador. Su invento no se puso inmediatamente en producción comercial, pero las patentes más prometedoras fueron adquiridas por la empresa sueca Electrolux . [nota 6]
Einstein también inventó una bomba electromagnética, [312] un dispositivo de reproducción de sonido, [313] y varios otros dispositivos domésticos. [314]
Legado no científico
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Mientras viajaba, Einstein escribía diariamente a su esposa Elsa y a sus hijastras adoptivas Margot e Ilse. Las cartas se incluyeron en los documentos legados a la Universidad Hebrea de Jerusalén . Margot Einstein permitió que las cartas personales se hicieran públicas, pero pidió que no se hiciera hasta veinte años después de su muerte (murió en 1986 [315] ). Barbara Wolff, de los Archivos Albert Einstein de la Universidad Hebrea , dijo a la BBC que hay alrededor de 3.500 páginas de correspondencia privada escrita entre 1912 y 1955. [316]
El derecho de publicidad de Einstein fue litigado en 2015 en un tribunal federal de distrito en California. Aunque el tribunal inicialmente sostuvo que el derecho había expirado, [317] ese fallo fue apelado inmediatamente, y la decisión fue posteriormente anulada en su totalidad. Las reclamaciones subyacentes entre las partes en esa demanda finalmente fueron resueltas. El derecho es exigible, y la Universidad Hebrea de Jerusalén es el representante exclusivo de ese derecho. [318] Corbis , sucesor de The Roger Richman Agency, licencia el uso de su nombre e imágenes asociadas , como agente de la universidad. [319]
El monte Einstein, en las montañas Chugach de Alaska, recibió su nombre en 1955.
El monte Einstein, en la cordillera Paparoa de Nueva Zelanda, recibió su nombre en 1970 por parte del Departamento de Investigación Científica e Industrial . [320]
En la cultura popular
Einstein se convirtió en una de las celebridades científicas más famosas después de la confirmación de su teoría general de la relatividad en 1919. [321] [322] [323] Aunque la mayoría del público tenía poco conocimiento de su trabajo, fue ampliamente reconocido y admirado. En el período anterior a la Segunda Guerra Mundial, The New Yorker publicó una viñeta en su artículo "The Talk of the Town" en la que decía que Einstein era tan conocido en Estados Unidos que la gente lo paraba en la calle para que explicara "esa teoría". Con el tiempo, llegó a lidiar con las preguntas no deseadas haciéndose pasar por otra persona: "Perdón, lo siento. Siempre me confunden con el profesor Einstein". [324]
Einstein ha sido el tema o la inspiración de muchas novelas, películas, obras de teatro y obras musicales. [325] Es un modelo favorito para representaciones de profesores distraídos ; su rostro expresivo y su peinado distintivo han sido ampliamente copiados y exagerados. Frederic Golden, de la revista Time , escribió que Einstein era "el sueño de un dibujante hecho realidad". [326]
A menudo se le atribuyen erróneamente muchas citas populares. [327] [328]
Premios y honores
Einstein recibió numerosos premios y honores, y en 1922 se le concedió el Premio Nobel de Física de 1921 "por sus servicios a la física teórica, y especialmente por su descubrimiento de la ley del efecto fotoeléctrico". Ninguna de las nominaciones de 1921 cumplía los criterios establecidos por Alfred Nobel , por lo que el premio de 1921 se trasladó y se le otorgó a Einstein en 1922. [8]
El einstenio , un elemento químico sintético, recibió su nombre en su honor en 1955, unos meses después de su muerte. [329]
Publicaciones
Científico
- Einstein, Albert (1901) [Terminado el 13 de diciembre de 1900 y manuscrito recibido el 16 de diciembre de 1900]. Escrito en Zurich, Suiza. Paul Karl Ludwig Drude (ed.). "Folgerungen aus den Capillaritätserscheinungen" [Conclusiones extraídas de los fenómenos de capilaridad]. Annalen der Physik . Vierte Folge (en alemán). 4 (todas las series: 309) (3). Leipzig, Alemania: Verlag von Johann Ambrosius Barth (publicado el 1 de marzo de 1901): 513–523. Código bibliográfico : 1901AnP...309..513E. doi :10.1002/andp.19013090306 – vía Wiley Online Library, Hoboken, Nueva Jersey, EE. UU. (marzo de 2006).
- Einstein, Albert (1905a) [Completado el 17 de marzo de 1905 y presentado el 18 de marzo de 1905]. Escrito en Berna, Suiza. Paul Karl Ludwig Drude (ed.). "Über einen die Erzeugung und Verwandlung des Lichtes betreffenden heuristischen Gesichtspunkt" [Sobre un punto de vista heurístico sobre la producción y transformación de la luz] (PDF) . Annalen der Physik . Vierte Folge (en alemán). 17 (todas las series: 322) (6). Leipzig, Alemania: Verlag von Johann Ambrosius Barth (publicado el 9 de junio de 1905): 132-148. Código bibliográfico : 1905AnP...322..132E. doi :10.1002/andp.19053220607 – vía Wiley Online Library, Hoboken, Nueva Jersey, EE.UU. (10 de marzo de 2006).
- Einstein, Albert (1905b) [Completado el 30 de abril de 1905]. Eine neue Bestimmung der Moleküldimensionen [ Una nueva determinación de las dimensiones moleculares ] (PDF) . Dissertationen Universität Zürich (Tesis doctoral) (en alemán). Berna, Suiza: Wyss Buchdruckerei (publicado el 20 de julio de 1905). doi : 10.3929/ethz-a-000565688. hdl :20.500.11850/139872 – vía ETH Bibliothek, Zúrich (2008).
- Einstein, Albert (1905c) [Manuscrito recibido: 11 de mayo de 1905]. Escrito en Berna, Suiza. Paul Karl Ludwig Drude (ed.). "Über die von der molekularkinetischen Theorie der Wärme geforderte Bewegung von in ruhenden Flüssigkeiten suspendierten Teilchen" [Sobre el movimiento – requerido por la teoría cinética molecular del calor – de pequeñas partículas suspendidas en un líquido estacionario]. Annalen der Physik . Vierte Folge (en alemán). 17 (todas las series: 322) (8). Leipzig, Alemania: Verlag von Johann Ambrosius Barth (publicado el 18 de julio de 1905): 549–560. Código bibliográfico : 1905AnP...322..549E. doi : 10.1002/andp.19053220806 . hdl : 10915/2785 – vía Wiley Online Library, Hoboken, Nueva Jersey, EE.UU. (10 de marzo de 2006).
- Einstein, Albert (1905d) [Manuscrito recibido el 30 de junio de 1905]. Escrito en Berna, Suiza. Paul Karl Ludwig Drude (ed.). "Zur Elektrodynamik bewegter Körper" [Sobre la electrodinámica de los cuerpos en movimiento]. Annalen der Physik (manuscrito enviado). Vierte Folge (en alemán). 17 (todas las series: 322) (10). Leipzig, Alemania: Verlag von Johann Ambrosius Barth (publicado el 26 de septiembre de 1905): 891–921. Código bibliográfico : 1905AnP...322..891E. doi : 10.1002/andp.19053221004. hdl : 10915/2786 - vía Wiley Online Library, Hoboken, Nueva Jersey, EE. UU. (10 de marzo de 2006).
- Einstein, Albert (1905e) [Manuscrito recibido el 27 de septiembre de 1905]. Escrito en Berna, Suiza. Paul Karl Ludwig Drude (ed.). "¿Ist die Trägheit eines Körpers von seinem Energieinhalt abhängig?" [¿Depende la inercia de un cuerpo de su contenido energético?]. Annalen der Physik . Vierte Folge (en alemán). 18 (todas las series: 323) (13). Leipzig, Alemania: Verlag von Johann Ambrosius Barth (publicado el 21 de noviembre de 1905): 639–641. Código bibliográfico : 1905AnP...323..639E. doi : 10.1002/andp.19053231314 – vía Wiley Online Library, Hoboken, Nueva Jersey, EE.UU. (10 de marzo de 2006).
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Véase también
- Museo Histórico de Berna (Museo Einstein)
- Notación de Einstein
- El aula 302 del Frist Campus Center de la Universidad de Princeton está asociada a Einstein. El centro fue en su día el Laboratorio de Física Palmer.
- Heinrich Burkhardt
- Heinrich Zangger
- Historia de la teoría gravitacional
- Lista de primos en pareja
- Lista de inventores y descubridores alemanes
- Lista de premios Nobel judíos
- Lista de activistas por la paz
- Disputa sobre la prioridad de la relatividad
- El argumento de las cuentas pegajosas
Notas
- ^ abcde Hasta 1913, la ciudadanía alemana se adquiría a través de la ciudadanía de un estado constituyente (cuyos requisitos variaban); a partir de 1913, se establecieron requisitos de ciudadanía uniformes a nivel nacional .
- ^ Las puntuaciones de Einstein en su certificado Matura : alemán 5; francés 3; italiano 5; historia 6; geografía 4; álgebra 6; geometría 6; geometría descriptiva 6; física 6; química 5; historia natural 5; dibujo artístico 4; dibujo técnico 4.
Escala : 6 = muy bueno, 5 = bueno, 4 = suficiente, 3 = insuficiente, 2 = pobre, 1 = muy pobre. - ^ "Sus líderes en Alemania no han expulsado a sus asesinos y canallas. Han elegido a la flor y nata de su cultura y la han suprimido. Incluso se han vuelto contra su ciudadano más glorioso, Albert Einstein, que es el ejemplo supremo del intelectual desinteresado... El hombre que, más que todos los demás, se aproxima a un ciudadano del mundo, no tiene hogar. ¡Qué orgullosos debemos estar de ofrecerle un refugio temporal!"
- ^ En su artículo, Einstein escribió: "La introducción de un 'éter luminífero' resultará superflua en la medida en que, según las concepciones que se desarrollarán, no introduciremos ni un 'espacio absolutamente en reposo' dotado de propiedades especiales, ni asociaremos un vector de velocidad a un punto en el que tienen lugar procesos electromagnéticos".
- ^ Para una discusión sobre la recepción de la teoría de la relatividad en todo el mundo y las diferentes controversias que enfrentó, véanse los artículos de Glick (1987).
- ^ En septiembre de 2008 se informó que Malcolm McCulloch, de la Universidad de Oxford, dirigía un proyecto de tres años para desarrollar electrodomésticos más robustos que pudieran utilizarse en lugares donde faltaba electricidad, y que su equipo había completado un prototipo de refrigerador Einstein. Se le cita diciendo que mejorar el diseño y cambiar los tipos de gases utilizados podría permitir cuadruplicar la eficiencia del diseño. [311]
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Enlaces externos
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- Declaración de intenciones de Einstein sobre la ciudadanía estadounidense en la Biblioteca Digital Mundial
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