Эйнштейн Альберт

(14.III 1879 — 18.IV 1955)

Физик-теоретик, один из создателей современной физики, труды которого оказали огромное влияние на развитие астрономии, член Берлинской (1913) и Баварской (1913) АН. Р. в Ульме (ныне ФРГ). В 15 лет переехал в Цюрих (Швейцария). В 1900 окончил Цюрихский политехникум. В 1902—1908 работал экспертом в федеральном патентном бюро в Берне. В это время им были созданы специальная теория относительности (СТО), квантовая теория фотоэффекта, теория броуновского движения — работы, благодаря которым Эйнштейн получил признание как ученый. В 1909—1911 — профессор Цюрихского ун-та, в 1911—1912 — Немецкого ун-та в Праге, в 1912—1914 — Цюрихского политехникума, в 1914—1933 — профессор Берлинского ун-та и директор Физического ин-та. В период с 1907 по 1916 создал общую теорию относительности (ОТО), ставшую основным делом его жизни. В 1921 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 нацистов в Германии отказался от германского подданства и членства в Берлинской АН и вынужден был эмигрировать. Некоторое время жил в Бельгии, затем в Англии, в 1933 переехал в США, где до последних дней жизни был профессором Ин-та перспективных исследований (Принстон).

Основы СТО были даны Эйнштейном в работе "К электродинамике движущихся тел" (1905), 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 инерциальных 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 Е=тс2. Это соотношение, блестяще подтвержденное различными экспериментами в микромире, является основой для всех расчетов энергетического выхода ядерных реакций в звездах. В работе "Испускание и поглощение излучения по квантовой теории" (1916) Эйнштейн дал новый, более последовательный и общий вывод формулы Планка, введя при этом понятие о спонтанном и индуцированном излучениях и соответствующих коэффициентах вероятности перехода из одного энергетического состояния в другое. Эта работа имела очень большое значение для астрофизики, в частности для теории газовых туманностей и мазерных источников а нашей и других галактиках. Ее основные идеи также использованы при создании лазерных источников света.

В ОТО Эйнштейн показал неразрывную связь пространства, времени и тяготения, которое определяется метрикой пространства-времени. В свою очередь метрика связана с распределением масс так называемыми 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, медленно прецессирует. Для Меркурия угловая скорость этого поворота (смещение перигелия) должна составлять 43? в столетие; 2) при прохождении света вблизи больших масс должно наблюдаться искривление лучей; 3) часы должны идти медленнее вблизи более массивных тел, поэтому частота колебаний атомов уменьшается и 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 угловое смещение его перигелия примерно в 43? в столетие. Следствие 2 впервые подтвердилось при фотографическом наблюдении полного солнечного затмения 1919 в Бразилии, когда на снимках были обнаружены радиальные смещения звезд, находящихся вблизи края солнечного диска, равные 1,98?, в то время как согласно ОТО эта величина должна составлять 1,75?. Впоследствии при наблюдении других затмений было также найдено хорошее (в пределах ошибок наблюдений) совпадение предсказаний ОТО с наблюдениями. Однако дальнейшие наблюдения этого эффекта весьма желательны. Следствие 3 также было подтверждено наблюдениями спектров белых карликов и гораздо позже в лабораторных опытах на Земле, в которых использовался эффект Мёссбауэра.

Выводы ОТО стали основополагающими для современной космологии. Уравнения ОТО Эйнштейна дают возможность создания космологических моделей Вселенной (Эйнштейн, В. де Ситтер, Ж. Леметр, А. А. Фридман и др.), которые могут быть открытыми и закрытыми, статическими и нестатическими. Первая космологическая модель Эйнштейна (1917) была закрытой и статической. По Эйнштейну, Вселенная имеет конечные радиус и объем, а метрическая структура пространственно-временного континуума, так же как плотность и давление материи, не зависит 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 Фридманом в 1922. В его модели расстояние между точками с заданными координатами является функцией времени, и поэтому она хорошо согласуется с открытым в астрономии явлением "разбегания галактик", которое описывается 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 ?/с2 ? 1, где ? — 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 жизни Эйнштейн много занимался построением 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 механического представления к глубокой диалектико-материалисти-ческой картине мира. В. И. Ленин назвал Эйнштейна одним из великих преобразователей естествознания.

Эйнштейн снискал глубокое уважение также своей общественной и антивоенной деятельностью. Он был членом многих академий наук мира, в том числе иностранным членом АН СССР (1926).

В СССР в 1965—1967 было издано "Собрание научных трудов" Эйнштейна в 4-х томах.

Яндекс.Словари › Астрономы. — 1986