ALBERT EINSTEIN

Presentación

Albert Einstein

FÍSICA PROFESORA SERRANO

APRENDIZAJE ESPERADO: Analiza cambios en la historia relativos a la tecnología en diversas actividades humanas (medición, transporte, industria, telecomunicaciones) para valorar su impacto en la vida cotidiana.

ÉNFASIS: Reconocer las aportaciones deAlbert Einstein a la ciencia.

biografía:

Albert Einstein nace en el seno de una familia judía en 1879. Fue el primogénito de Hermann Einstein y Pauline Koch. Su madre, que sabía tocar diversos instrumentos musicales, inspira la pasión musical que Einstein demostró desde muy pequeño. También influyó mucho en él su tío Jakob Einstein, ingeniero, que le daba libros de ciencia para que los leyera. Además Jakob montó con el padre de Einstein un taller dónde llevarían a cabo proyectos y experimentos tecnológicos de la época y, a pesar de que éste fracasó, Einstein creció impregnándose de ese espíritu inquieto y amante de la ciencia.

Fue un niño solitario que se entregaba al estudio y a la lectura concentrado y paciente. No comenzó a hablar hasta los tres años y eso, unido a su carácter, hizo plantearse incluso a sus padres si aquel niño sufría alguna discapacidad intelectual. Precisamente Einstein siempre alegó que cree que fue capaz de desarrollar la teoría de la relatividad debido a su desarrollo intelectual tardío ya que un adulto normal no se pregunta sobre el tiempo y el espacio, sólo cuando se es niño.

• Einsten cursó sus estudios de primaria en un colegio católico en Munich, donde la familia se había trasladado un año después de su nacimiento, y obtuvo excelentes calificaciones, especialmente en ciencias
• Entre 1902 y 1909 consiguió un puesto fijo en la oficina de patentes de Berna, en Suiza y durante este tiempo terminó su doctorado. En ese periodo, concretamente en 1905, publicó unos artículos de suma relevancia para la ciencia: sobre el efecto fotoeléctrico, sobre el movimiento browniano y la teoría de la relatividad especial. Estos artículos le valieron la obtención de su doctorado, una plaza de profesor en 1909 en la Universidad de Berna, en 1914 una plaza en la Academia de ciencias prusiana, en Berlín, y en 1921 el Premio Nobel de Física, pero otorgado por el efecto fotoeléctrico, ya que la Teoría de la Relatividad Especial y General (que perfeccionó hacia 1915) suscitaban controversia en el mundo científico.

Durante el resto de su vida y, a pesar de que tuvo que vivir dos guerras mundiales siendo durante la segunda el momento en que emigró a Estados Unidos para siempre, se dedicó a la ciencia tratando de encontrar una teoría unitaria de la gravitación y el electromagnetismo. Por toda su trayectoria, obtuvo fama y prestigio mundiales como científico y la ecuación E=m·c 2 quizá sea de las más conocidas de la Física. aunque se le recuerde también por apoyar (y no participar) el “Proyecto Manhattan”, un programa de desarrollo de armas nucleares en EEUU que daría lugar a la bomba atómica. Pero tras el desastre de Hiroshima y Nagasaki, hizo campaña contraria a las armas nucleares. Einstein falleció en Princeton en 1955 dejando un legado científico que revolucionó la ciencia del siglo XX y de momento, probablemente del XXI.

APORTACIONES DE EINSTEIN A LA CIENCIA

1. Teoría de la relatividad especial

• Esta teoría de Einstein postula que lo único constante en el Universo es la velocidad de la luz. Absolutamente todo lo demás varía. Es decir, es relativo.
• La luz puede propagarse en el vacío, por lo que no depende del movimiento ni de nada más. El resto de sucesos dependen del observador y de cómo tomamos la referencia de lo que ocurre. Es una teoría compleja, aunque la idea básica es que los fenómenos que ocurren en el Universo no son algo “absoluto”. Las leyes de la física (excepto la luz) dependen de cómo los observemos.
• Esta teoría marcó un antes y un después en la física, ya que si lo único inmutable es la velocidad de la luz, entonces el tiempo y el espacio no son algo inmutable, sino que pueden deformarse.

2. El efecto fotoeléctrico

• Haciéndolo merecedor del Nobel de Física, Einstein realizó un trabajó en el que demostró la existencia de los fotones. Este estudio consistió en un planteamiento matemático que revelaba que algunos materiales, al incidir luz sobre ellos, emitían electrones.
• Pese a parecer algo poco sorprendente, lo cierto es que este ensayo marcó un punto de inflexión en la física, pues hasta entonces no se sabía que existían unas partículas de energía lumínica (fotones) que son los responsables de “transmitir” la luz y que podían provocar el desprendimiento de electrones de un material, algo que se antojaba imposible.

• Demostrar la existencia de este fenómeno tuvo innumerables aplicaciones en la sociedad: paneles solares, fotocopiadoras, medidores de luz, detectores de radiación. Todos estos dispositivos se basan en el principio científico que Albert Einstein descubrió.

3. Ecuación E=MC²

• Bautizada como la ecuación de equivalencia entre masa y energía, esta fórmula matemática es quizás la más famosa de la historia.
• Albert Einstein, en 1905, fue capaz de descifrar uno de los mayores enigmas con tan solo una multiplicación. “E” significa energía; “M”, masa; “C” es la velocidad de la luz. Con estos tres elementos Einstein descubrió que la energía (en cualquier forma conocida) que un cuerpo emite es proporcional a su masa y a la velocidad a la que se mueve.
• Antes de que Einstein planteara esta ecuación, se pensaba que la masa y la energía eran independientes. Ahora, gracias a él, sabemos que una depende de la otra y que si una masa (por diminuta que sea) circula a una velocidad cercana a la de la luz, emite una energía increíblemente grande.
• Desgraciadamente, este principio fue usado con fines bélicos, pues esta ecuación está detrás de la creación de la bomba atómica. Sin embargo, es importante recordar que también fue el pilar para acercarnos a entender la naturaleza del Universo.

4. Teoría de la relatividad general

• Desarrollando los principios de la Teoría de la relatividad especial, Einstein presentó unos años más tarde, en 1915, la Teoría de la relatividad general. Con ella, tomó lo que había descubierto Isaac Newton de la gravedad pero, por primera vez en la historia, el mundo supo qué es lo que hacía que existiera la gravedad.
• Esta teoría parte de la base de que el espacio y el tiempo están relacionados. No van por separado como se creía hasta entonces. De hecho, forman un solo “pack”: el espacio-tiempo.
• Teniendo en cuenta esto, Einstein postula que lo que hace que exista la gravedad es que todo cuerpo con masa deforma este tejido del espacio-tiempo, haciendo que los objetos que estén demasiado cerca de este cuerpo, sean atraídos hacia su interior como si de un tobogán se tratara, pues están “deslizándose” por esta curvatura del espacio-tiempo.

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5. Teoría de campo unificado

Elaborada durante sus últimos años de vida, la Teoría de campo unificado, como su propio nombre indica, “unifica” distintos campos. En concreto, Einstein buscó la manera de relacionar los campos electromagnéticos y los gravitatorios.

6. Estudio de las ondas gravitacionales

Fue entonces cuando reveló que la “gravedad” era un conjunto de ondas que se propagaban por acción de los cuerpos masivos y que se transmitían por el espacio a gran velocidad. Es decir, la naturaleza física de la gravedad es ondulatoria. Esta teoría se confirmó en 2016, cuando un observatorio astronómico detectó estas ondas gravitacionales después de la fusión de dos agujeros negros.

7. Movimiento del Universo

Otra implicación de la teoría de la relatividad fue que si el Universo estaba formado de cuerpos masivos y que todos ellos deformaban el tejido del espacio-tiempo, el Universo no podía ser algo estático. Debía ser dinámico. Fue entonces cuando Einstein propuso la idea de que el Universo tenía que estar moviéndose, ya fuera contrayéndose o expandiéndose. Esto implicaba que el Universo debía tener un “nacimiento”, algo que hasta la fecha no había sido planteado. Ahora, gracias a estas investigaciones de Einstein sobre su movimiento, sabemos que el Universo tiene una edad de unos 14.500 millones de años.

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8. Movimiento Browniano

9. Teoría cuántica

¿Por qué una partícula de polen sigue un movimiento constante y presuntamente aleatorio en el agua? Esto es lo que se preguntaron muchos científicos, que no entendían el comportamiento de las partículas en los medios fluidos. Albert Einstein demostró que el movimiento aleatorio de estas partículas en el agua u otros líquidos era debido a las colisiones constantes con un número increíblemente elevado de moléculas de agua. Esta explicación acabó por confirmar la existencia de los átomos, que hasta ese momento era solo una hipótesis.

La Teoría cuántica es uno de los campos de estudio más famosos de la física y, a la vez, uno de los más complejos y difíciles de entender. Esta teoría a la que Einstein contribuyó enormemente, plantea la existencia de unos partículas llamadas “cuanto”, que son las entidades más pequeñas del Universo. Es el nivel mínimo de estructura de la materia, pues son las partículas que conforman los elementos de los átomos.En definitiva, esta teoría explica que la energía no deja de ser “cuantos” que se propagan por el espacio y que, por lo tanto, todos los sucesos que ocurren en el Universo pasarán a ser más claros en el momento en el que comprendamos cómo son y cómo funcionan estas partículas.

ACTIVIDAD PARA ENTREGAR

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