Potret Albert Einstein sekitar tahun 1939.
(Gambar: © MPI / Getty Images)
Albert Einstein sering disebut sebagai salah satu ilmuwan paling berpengaruh di abad ke-20. Karyanya terus membantu para astronom mempelajari segala sesuatu mulai dari gelombang gravitasi hingga orbit Merkurius.
Persamaan ilmuwan yang membantu menjelaskan relativitas khusus - E = mc ^ 2 - terkenal bahkan di antara mereka yang tidak memahami fisika dasarnya. Einstein juga dikenal karena teorinya tentang relativitas umum (penjelasan gravitasi), dan efek fotolistrik (yang menjelaskan perilaku elektron dalam keadaan tertentu); pekerjaannya pada yang terakhir membuatnya mendapatkan Hadiah Nobel dalam Fisika pada tahun 1921.
Einstein juga berusaha dengan sia-sia untuk menyatukan semua kekuatan alam semesta dalam satu teori, atau teori segala sesuatu, yang ia masih kerjakan pada saat kematiannya.
Tahun-tahun awal
Einstein lahir pada 14 Maret 1879, di Ulm, Jerman, sebuah kota yang saat ini memiliki populasi lebih dari 120.000. Ada sebuah plakat peringatan kecil di mana rumahnya dulu berdiri (itu hancur selama Perang Dunia II). Keluarga itu pindah ke Munich tak lama setelah kelahirannya, dan kemudian ke Italia ketika ayahnya menghadapi masalah dengan menjalankan bisnisnya sendiri. Ayah Einstein, Hermann, mengelola pabrik elektrokimia dan ibunya Pauline merawat Albert dan adik perempuannya, Maria.
Einstein akan menulis dalam memoarnya bahwa dua "keajaiban" sangat mempengaruhi tahun-tahun awalnya, menurut Hans-Josef Küpper, seorang sarjana Albert Einstein. Einstein muda menemukan keajaiban pertamanya - kompas - pada usia 5: Dia bingung akan hal itu kekuatan tak terlihat bisa menangkis jarum. Ini akan menyebabkan daya tarik seumur hidup dengan kekuatan yang tak terlihat. Keajaiban kedua datang pada usia 12 ketika dia menemukan sebuah buku geometri, yang dia puja, menyebutnya "buku geometri suci."
Bertentangan dengan kepercayaan populer, Albert muda adalah murid yang baik. Dia unggul dalam fisika dan matematika, tetapi murid yang lebih "moderat" dalam mata pelajaran lain, tulis Küpper di situs webnya. Namun, Einstein memberontak terhadap sikap otoriter dari beberapa gurunya dan putus sekolah pada usia 16 tahun. Dia kemudian mengikuti ujian masuk untuk Sekolah Politeknik Federal Swiss di Zurich, dan sementara penampilannya dalam fisika dan matematika sangat bagus, tanda-tandanya di daerah lain di bawah standar, dan dia tidak lulus ujian. Fisikawan calon mengambil kursus tambahan untuk menutup kesenjangan dalam pengetahuannya, dan diterima di Politeknik Swiss pada tahun 1896, dan pada tahun 1901 menerima diploma untuk mengajar fisika dan matematika.
Namun, Einstein tidak dapat menemukan posisi mengajar, dan mulai bekerja di kantor paten Bern pada tahun 1901, menurut biografi Hadiah Nobelnya. Sementara di sana, di antara menganalisis aplikasi paten, ia mengembangkan karyanya dalam relativitas khusus dan bidang fisika lainnya yang kemudian membuatnya terkenal.
Einstein menikahi Mileva Maric, cintanya yang lama dari Zurich, pada tahun 1903. Anak-anak mereka, Hans Albert dan Eduard, lahir pada tahun 1904 dan 1910. (Nasib seorang anak yang dilahirkan untuk mereka pada tahun 1902 sebelum pernikahan mereka, Lieserl, tidak diketahui. .) Einstein menceraikan Maric pada tahun 1919 dan segera setelah menikahi Elsa Löwenthal. Löwenthal meninggal pada tahun 1933.
Sorotan karier
Karier Einstein mengirimnya ke berbagai negara. Dia memperoleh gelar doktor dari Universitas Zurich pada tahun 1905, dan kemudian mengambil posisi profesor di Zurich (1909), Praha (1911) dan Zurich lagi (1912). Selanjutnya, ia pindah ke Berlin untuk menjadi direktur Institut Fisik Kaiser Wilhelm dan seorang profesor di Universitas Berlin (1914). Ia juga menjadi warga negara Jerman.
SEBUAH validasi utama karya Einstein datang pada tahun 1919, ketika Sir Arthur Eddington, sekretaris Royal Astronomical Society, memimpin ekspedisi ke Afrika yang mengukur posisi bintang selama gerhana matahari total. Kelompok itu menemukan bahwa posisi bintang-bintang bergeser karena pembengkokan cahaya di sekitar matahari. (Pada 2008, produksi BBC / HBO mendramatisir cerita dalam "Einstein dan Eddington.")
Einstein tetap di Jerman sampai 1933, ketika diktator Adolf Hitler naik ke tampuk kekuasaan. Fisikawan kemudian meninggalkan kewarganegaraan Jerman dan pindah ke Amerika Serikat untuk menjadi profesor fisika teoretis di Princeton. Ia menjadi warga negara AS pada tahun 1940 dan pensiun pada tahun 1945.
Einstein tetap aktif dalam komunitas fisika sepanjang tahun-tahun terakhirnya. Pada 1939, dia terkenal menulis surat kepada Presiden Franklin D. Roosevelt memperingatkan bahwa uranium dapat digunakan untuk bom atom.
Di akhir kehidupan Einstein, ia terlibat dalam serangkaian debat pribadi dengan fisikawan Niels Bohr tentang hal itu validitas teori kuantum. Teori-teori Bohr bertahan, dan Einstein kemudian memasukkan teori kuantum dalam perhitungannya sendiri.
Otak Einstein
Einstein meninggal karena aneurisma aorta pada 18 April 1955. Sebuah pembuluh darah meledak di dekat hatinya, menurut Museum Sejarah Alam Amerika (AMNH). Ketika ditanya apakah dia ingin menjalani operasi, Einstein menolak. "Aku ingin pergi ketika aku ingin pergi," katanya. "Tidak ada artinya untuk memperpanjang hidup secara artifisial. Aku telah melakukan bagianku; sekarang saatnya untuk pergi. Aku akan melakukannya dengan elegan."
Tubuh Einstein - sebagian besar, bagaimanapun - dikremasi; abunya tersebar di lokasi yang dirahasiakan, menurut AMNH. Namun, seorang dokter di Rumah Sakit Princeton, Thomas Harvey, telah melakukan otopsi, tampaknya tanpa izin, dan menghapus otak dan bola mata Einstein, menurut Matt Blitz, yang menulis tentang otak Einstein di kolom 2015 untuk Hari ini aku tahu.
Harvey mengiris ratusan bagian tipis jaringan otak untuk ditempatkan pada slide mikroskop, dan mengambil 14 foto otak dari beberapa sudut. Dia membawa jaringan otak, slide dan gambar bersamanya ketika dia pindah ke Wichita, Kansas, di mana dia adalah seorang pengawas medis di laboratorium pengujian biologis. [Galeri foto: Otak Einstein]
Selama 30 tahun berikutnya, Harvey mengirimkan beberapa slide kepada peneliti lain yang memintanya, tetapi menyimpan sisa otak dalam dua stoples kaca, kadang-kadang dalam kotak sari di bawah pendingin bir. Kisah otak Einstein sebagian besar dilupakan sampai 1985, ketika Harvey dan rekan-rekannya menerbitkan hasil studi mereka di jurnal Neurologi Eksperimental..
Harvey gagal ujian kompetensi pada tahun 1988, dan lisensi medisnya dicabut, tulis Blitz. Harvey akhirnya menyumbangkan otak ke Rumah Sakit Princeton, tempat perjalanan otak telah dimulai. Harvey meninggal pada 2007.Potongan otak Einstein sekarang di Museum Mütter di Philadelphia.
Apa yang ditemukan dalam penelitian ini
Penulis penelitian Harvey tahun 1985 melaporkan bahwa otak Einstein memiliki jumlah sel glial yang lebih tinggi (yang mendukung dan melindungi sistem saraf) per neuron (sel saraf) daripada otak lain yang mereka periksa. Mereka menyimpulkan bahwa itu mungkin mengindikasikan neuron memiliki kebutuhan metabolisme yang lebih tinggi - dengan kata lain, sel-sel otak Einstein membutuhkan dan menggunakan lebih banyak energi, yang bisa menjadi alasan mengapa ia memiliki kemampuan berpikir yang canggih dan keterampilan konseptual.
Namun, peneliti lain telah menunjukkan beberapa masalah dengan penelitian itu, menurut Eric H. Chudler, seorang ilmuwan saraf di University of Washington. Pertama, misalnya, otak lain yang digunakan dalam penelitian ini semuanya lebih muda dari otak Einstein. Kedua, "kelompok eksperimen" hanya memiliki satu subjek - Einstein. Studi tambahan diperlukan untuk melihat apakah perbedaan anatomi ini ditemukan pada orang lain. Dan ketiga, hanya sebagian kecil dari otak Einstein yang dipelajari.
Studi lain, diterbitkan pada tahun 1996 di jurnal Surat-surat Neuroscience, menemukan bahwa otak Einstein beratnya hanya 1.230 gram, yang kurang dari rata-rata otak pria dewasa (sekitar 1.400 g). Selain itu, korteks serebral ilmuwan lebih tipis daripada otak kontrol lima, tetapi kepadatan neuron lebih tinggi.
Sebuah studi yang diterbitkan pada 2012 di jurnal Brain mengungkapkan bahwa otak Einstein punya ekstra lipat dalam materi abu-abu, situs pemikiran sadar. Secara khusus, lobus frontal, daerah yang terikat dengan pemikiran dan perencanaan abstrak, memiliki lipatan rumit yang luar biasa.
Warisan ilmiah Einstein
Warisan Einstein dalam fisika adalah signifikan. Berikut adalah beberapa prinsip ilmiah utama yang ia rintis:
Teori relativitas khusus: Einstein menunjukkan bahwa hukum fisika identik untuk semua pengamat, asalkan tidak sedang dipercepat. Namun demikian kecepatan cahaya dalam ruang hampa selalu sama, tidak peduli pada kecepatan apa pengamat bepergian. Karya ini menyebabkan kesadarannya bahwa ruang dan waktu terkait dengan apa yang sekarang kita sebut ruang-waktu. Jadi, peristiwa yang dilihat oleh satu pengamat juga dapat dilihat pada waktu yang berbeda oleh pengamat lain.
Teori relativitas umum: Ini adalah reformulasi hukum gravitasi. Di tahun 1600-an, Newton merumuskan tiga hukum gerak, di antaranya menguraikan bagaimana gravitasi bekerja di antara dua benda. Kekuatan di antara mereka tergantung pada seberapa besar setiap objek, dan seberapa jauh jarak objek tersebut. Einstein menentukan bahwa ketika memikirkan ruang-waktu, sebuah objek masif menyebabkan distorsi dalam ruang-waktu (seperti meletakkan bola berat di atas trampolin). Gravitasi diberikan ketika benda-benda lain jatuh ke "sumur" yang diciptakan oleh distorsi dalam ruang-waktu, seperti marmer yang bergulir ke arah bola besar. Relativitas umum lulus tes besar baru-baru ini pada tahun 2019 dalam sebuah eksperimen melibatkan lubang hitam supermasif di pusat Bima Sakti.
Efek fotoelektrik: Karya Einstein pada tahun 1905 mengusulkan bahwa cahaya harus dianggap sebagai aliran partikel (foton), bukan hanya satu gelombang, seperti yang biasa dipikirkan pada saat itu. Karyanya membantu menguraikan hasil yang aneh yang sebelumnya tidak dapat dijelaskan oleh para ilmuwan.
Teori medan terpadu: Einstein menghabiskan banyak tahun-tahun kemudian mencoba untuk menggabungkan bidang elektromagnetisme dan gravitasi. Dia tidak berhasil, tetapi mungkin telah mendahului waktunya. Fisikawan lain masih mengerjakan masalah ini.
Warisan Einstein untuk astronomi
Ada banyak aplikasi karya Einstein, tetapi berikut adalah beberapa yang paling terkenal dalam astronomi:
Gelombang gravitasi: Pada tahun 2016, Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory (LIGO) mendeteksi riak ruang-waktu - atau dikenal sebagai gelombang gravitasi - yang terjadi setelah lubang hitam bertabrakan sekitar 1,4 miliar tahun cahaya dari Bumi. LIGO juga melakukan deteksi awal gelombang gravitasi pada 2015, satu abad setelah Einstein meramalkan riak-riak ini ada. Gelombang adalah bagian dari teori relativitas umum Einstein.
Orbit Merkurius: Merkurius adalah planet kecil yang mengorbit dekat dengan objek yang sangat masif relatif terhadap ukurannya - matahari. Orbitnya tidak dapat dipahami sampai relativitas umum menunjukkan bahwa kelengkungan ruang-waktu mempengaruhi gerakan Merkurius dan mengubah orbitnya. Ada kemungkinan kecil bahwa selama miliaran tahun, Merkurius dapat dikeluarkan dari tata surya kita karena perubahan-perubahan ini (dengan kemungkinan yang lebih kecil lagi bahwa itu dapat bertabrakan dengan Bumi).
Lensa gravitasi: Ini adalah fenomena di mana objek besar (seperti gugusan galaksi atau lubang hitam) membelokkan cahaya di sekitarnya. Astronom melihat wilayah itu melalui teleskop kemudian dapat melihat objek langsung di belakang objek besar, karena cahaya yang ditekuk. Sebuah contoh terkenal dari hal ini adalah Einstein's Cross, quasar in the rasi bintang Pegasus: Sebuah galaksi sekitar 400 juta tahun cahaya membengkokkan cahaya quasar sehingga muncul empat kali di sekitar galaksi.
Lubang hitam: Pada April 2019, teleskop Event Horizon menunjukkan yang pertama kalinya gambar lubang hitam. Foto-foto itu lagi menegaskan beberapa segi relativitas umum, termasuk tidak hanya lubang hitam yang ada, tetapi juga bahwa mereka memiliki cakrawala peristiwa melingkar - titik di mana tidak ada yang bisa melarikan diri, bahkan cahaya.
Sumber daya tambahan:
- Temukan jawabannya pertanyaan yang sering diajukan tentang Albert Einstein di situs web Hadiah Nobel.
- Membalik versi digital dari Manuskrip Einstein yang diterbitkan dan tidak diterbitkan di Einstein Archives Online.
- Belajar tentang Memorial Einstein di gedung Akademi Ilmu Pengetahuan Nasional di Washington, D.C.
