ЭЙНШТЕЙН - Астрономы - Биографический справочник

Алфавитный каталог

АБВГДЕЖЗИКЛМНОПРСТУФХЦЧШЩЭЮЯ

Главное меню

Главная
Контакты
Поиск
ЭЙНШТЕЙН

ЭЙНШТЕЙН Альберт (14. Ill 1879 - 18. IV 1955) — физик-теоретик, один из создателей современной физики, труды которого оказали огромное влияние на развитие астрономии. Род. в Ульме (теперь ФРГ) в купеческой семье. В 15 лет отправился в Цюрих (Швейцария), где по окончании последнего класса школы поступил в Политехникум, который окончил в 1900 г. В 1902—1909 гг. работал экспертом в патентном бюро в Берне. В это время им были созданы специальная теория относительности (СТО), квантовая теория света, теория броуновского движения — работы, благодаря которым Эйнштейн получил при-' знание как ученый. С 1909 по 1911 г.— профессор Цюрихского Политехникума, с 1914 по 1933 г.— профессор Берлинского университета и директор Физического института. В период с 1907 по 1916 г. создал общую теорию относительности (ОТО), ставшую основным делом его жизни. В 1921 г. за заслуги в области теоретической физики, и особенно за открытие законов фотоэффекта, Эйнштейну была присуждена Нобелевская премия.

Во время первой мировой войны занял антимилитаристскую позицию, чем вызвал ненависть националистов. В начале 20-х годов усилилась травля Эйнштейна со стороны реакционных кругов. После прихода к власти фашистов в Германии в знак протеста отказался от германского подданства и членства в Прусской АН и вынужден был эмигрировать. Некоторое время жил в Бельгии, затем в Англии, в 1933 г. переехал в США, где до последних дней жизни был профессором в Институте перспективных исследований (Прин-стон).

Основы СТО были даны Эйнштейном в работе «К электродинамике движущихся тел» (19С5), в которой обобщены законы движения Ньютона и показано, что они верны только в случае, когда скорости движущихся тел малы по сравнению со скоростью света. В основу СТО были положены следующие постулаты: 1. Во всех инерциаль-ных системах все физические процессы протекают одинаково. 2. Скорость света в вакууме не зависит от движения источника или наблюдателя.

Благодаря СТО были установлены относительность понятий времени и пространства, объяснен отрицательный результат опыта Майкельсона, а гипотеза светового эфира была отброшена как ненужная. Формулы СТО позволили разъяснить действительный смысл явления аберрации света звезд.

На основании СТО Эйнштейн показал, что масса тела пропорциональна заключающейся в ней энергии и связана с ней формулой Ε = тс2. Это соотношение, блестяще подтвержденное различными экспериментами в микромире, является основой для всех расчетов энергетического выхода ядерных реакций в звездах.

В астрофизике широко применяются также основные принципы квантовой теории излучения, разработанной Эйнштейном, и в частности введенные им коэффициенты вероятности спонтанного (Атп) и индуцированного (Втп) излучений при переходе атома из одного энергетического состояния в другое.

В ОТО Эйнштейн показал (1916 г.) неразрывную связь пространства, времени и тяготения, которое по его теории определяется метрикой пространства — времени. В свою очередь, метрика связана с распределением масс т. н. уравнениями поля Эйнштейна. Эффекты ОТО, являющиеся следствием уравнений поля, проявляются в астрономических масштабах. Эйнштейн сразу же указал на три следствия ОТО: 1. При движении планеты вокруг Солнца ее орбита, оставаясь все время плоской, будет иметь вид эллипса, линия апсид которого в системе координат, связанной с Солнцем, все время поворачивается. Для Меркурия угловая скорость этого поворота (смещение перигелия), согласно теории, должна составлять 43" в столетие. 2. При прохождении света вблизи больших масс должно наблюдаться искривление траектории лучей. 3. Часы должны идти медленнее вблизи более массивных тел. Поэтому частота колебаний атомов уменьшается и спектральные линии в спектрах Солнца и звезд должны быть смещены в красную сторону по сравнению с их положением в спектрах земных источников света.

Следствие 1 объяснило известную в астрономии аномалию движения Меркурия, состоявшую в том, что после учета всех возмущений от планет все еще оставалось необъяснимым движение его перигелия примерно в 43" в столетие. Следствие 2 впервые подтвердилось при фотографическом наблюдении полного солнечного затмения 1919 г. в Бразилии, когда на снимках обнаружили радиальные смещения звезд, находящихся вблизи края солнечного диска, равные 1,98", в то время как согласно теории должно было быть 1,75". Впоследствии при наблюдении других затмений было также найдено хорошее (в пределах ошибок наблюдений) совпадение предсказаний теории с наблюдениями. Однако дальнейшие наблюдения этого эффекта весьма желательны. Следствие 3 также было подтверждено наблюдениями спектров белых карликов и в лабораторных опытах на Земле, в которых использовался эффект Мессбауэра.

Выводы ОТО стали основополагающими для современной космологии. Уравнения теории тяготения Эйнштейна дают возможность создания космологических моделей Вселенной (Эйнштейн, В. де Ситтер, Ж. Лемeтр, А. А. Фридман и др.), которые могут быть открытыми и закрытыми, статическими и нестатическими. Первая космологическая модель Эйнштейна (1917) была закрытой и статической, т. е. Вселенная имела по Эйнштейну конечные радиус и объем, а метрическая структура пространственно-временного континуума, так же как плотность и давление материи, не зависела от времени. Кроме того, в этой модели, как и во всех последующих, допускалось, что свойства Вселенной не зависят от выбора точки наблюдения и направления в пространстве. Нестатические однородные космологические модели, как закрытые, так и открытые, основаны на решении, предложенном советским ученым А. А. Фридманом в 1922 г. В его модели расстояние между точками с заданными координатами является функцией времени, и поэтому она хорошо согласуется с открытым в астрономии явлением «разбегания галактик», выраженном законом Хаббла (скорость разбегания пропорциональна расстоянию галактики от наблюдателя). Выбор между открытой и закрытой моделями в принципе можно сделать, используя данные наблюдений. Однако таких данных в настоящее время еще недостаточно. Уравнения поля ОТО находят применение в общей теории строения сверхплотных конфигураций (нейтронные звезды), т.е. при нарушении условия φ/c2 < 1, где φ — гравитационный потенциал.

Уравнения ОТО предсказывают существование гравитационных волн, обнаружение которых является актуальной задачей современной науки. Весь комплекс явлений, связанных с ОТО и ее применением в астрономии, составляет область релятивистской астрофизики.

В последние годы своей жизни Эйнштейн много занимался поисками единой теории поля, которая, по его замыслу, должна была на основе некоторых универсальных принципов связать между собой поле тяготения с электромагнитным полем.

Заслуги Эйнштейна как одного из создателей современной физики в настоящее время общепризнаны. Установление связи между пространством, временем и тяготением означало переход от упрощенного механистического представления к глубокой диалектико-материалистической картине мира. В. И. Ленин назвал Эйнштейна одним из великих преобразователей естествознания.

Эйнштейн снискал глубокое уважение своей общественной и антивоенной деятельностью. Он был членом многих академий мира, в том числе и АН СССР (с 1927 г.).