בשנת 1905, אלברט איינשטיין, פקיד פטנטים בן 26, כתב מאמר שחולל מהפכה במדע. בספיישל שלו תורת היחסותאיינשטיין הסביר שמהירות האור הייתה קבועה אך גם המרחב והזמן היו יחסית לעמדת הצופה.
מי היה אלברט איינשטיין?
בשנת 1905, אלברט איינשטיין לא היה מדען מפורסם - למעשה, הוא היה להפך. אינשטיין היה סטודנט לא פופולרי במכון הפוליטכני, לפחות עם הפרופסורים, מכיוון שהוא לא התבייש לומר להם שהוא מצא את שיעוריהם משעממים. זו הסיבה שכאשר איינשטיין (בקושי) סיים את לימודיו בשנת 1900, איש מהפרופסורים שלו לא היה כותב לו מכתב המלצה.
במשך שנתיים, איינשטיין היה מנודה מכל סוגים והיה לו מזל מאוד סוף סוף לקבל עבודה בשנת 1902 אצל השוויצרים פטנט משרד בברן. למרות שעבד שישה ימים בשבוע, התפקיד החדש איפשר לאיינשטיין להתחתן ולהקים את משפחתו. הוא גם העביר את זמנו הפנוי המוגבל בעבודה על הדוקטורט.
למרות תהילתו העתידית, איינשטיין נראה דוחק נייר בן 26 ומעלה ב -1905. מה שרוב לא הבין הוא שבין עבודה לחיי משפחתו (נולד לו ילד צעיר), איינשטיין עבד במרץ על התיאוריות המדעיות שלו. תיאוריות אלה ישנו במהרה את האופן בו אנו רואים את עולמנו.
תורת היחסות של אינשטיין
בשנת 1905 כתב איינשטיין חמישה מאמרים ופרסם אותם ביוקרתיים אנאלן דר פיזיק (Annals of Physics). באחד העיתונים הללו, "Zur Elektrodynamik beweger Koerper" ("על האלקטרודינמיקה של גופים נעים"), פירט אינשטיין את התיאוריה המיוחדת של היחסות שלו.
היו שני חלקים עיקריים בתיאוריה שלו. ראשית, איינשטיין גילה שמהירות האור היא קבועה. שנית, איינשטיין קבע כי המרחב והזמן אינם מוחלטים; אלא הם יחסית לעמדת הצופה.
לדוגמה, אם ילד צעיר היה מגלגל כדור על רצפת הרכבת הנעה, כמה מהר הכדור נע? בעיני הילד זה אולי נראה שהכדור נע בקילומטר בשעה. עם זאת, למישהו שצפה ברכבת עוברת, נראה שהכדור זז את הקילומטר לשעה פלוס מהירות הרכבת (40 מייל לשעה). למישהו שצופה באירוע מהחלל, הכדור היה זז את הקילומטר בשעה שהבחין בו הילד, בתוספת 40 הקמ"ש לשעה של מהירות הרכבת, בתוספת המהירות של כדור הארץ.
E = mc2
במאמר המשך שפורסם גם בשנת 1905, "Ist die Traegheit eines Koerpers von seinem Energieinhalt abhaengig?" ("האם האינרציה של גוף תלויה בתכולת האנרגיה שלה?"), קבע אינשטיין את הקשר בין המסה ל אנרגיה. לא רק שהם אינם ישויות עצמאיות, שהייתה אמונה ארוכת שנים, אפשר היה להסביר את הקשר שלהם עם הנוסחה E = mc2 (E = אנרגיה, m = מסה, c = מהירות האור).
התיאוריות של אינשטיין לא רק שינו את שלושת החוקים של ניוטון והפכו את הפיזיקה, הם הפכו לבסיס לאסטרופיזיקה ולפצצת האטום.