Αϊνστάιν Άλμπερτ

Ο Αϊνστάιν πέθανε πριν από 50 χρόνια, όμως η σκέψη του συντροφεύει ακόμη την ανθρωπότητα και αντιστέκεται πεισματικά σε όλες τις προσπάθειες διάψευσης της.

ΤΟΥ ΓΙΩΡΓΟΥ ΚΟΠΕΛΙΑΔΗ
από το περιοδικό Discovery & Science
Τεύχος 1 - Ιούνιος 2005

Ο επαναστάτης επιστήμονας

ΣΥΜΦΩΝΑ ΜΕ τη λαϊκή αντίληψη -και τον αιώνια υπερβολικό Τύπο-, ο Αϊνστάιν ήταν κάτι σαν μοναδική υπερευφυΐα, ένας άνθρωπος που βρισκόταν πολύ μπροστά από την εποχή του, ένας εγκέφαλος από άλλον κόσμο. Η πραγματικότητα όμως είναι πολύ πιο απλή και ο Αϊνστάιν ήταν άνθρωπος της εποχής του, με προβλήματα, προτερήματα και ελαττώματα. Αυτό το τελευταίο κάνει το έργο του ακόμη πιο σπουδαίο και τον ίδιο αξέχαστο.

Το 1905, σε ηλικία 26 ετών, ο Άλμπερτ Αϊνστάιν δημοσίευσε πέντε από τις πλέον σημαντικές μελέτες στην ιστορία της επιστήμης, τις οποίες έγραψε στον ελεύθερο χρόνο που του άφηναν η εργασία του στο Γραφείο Ευρεσιτεχνιών της Βέρνης και η οικογενειακή του ζωή. Οι ιδέες του Αϊνστάιν άλλαξαν τον τρόπο με τον οποίο η επιστήμη έβλεπε τον κόσμο. Απέδειξε ότι τα άτομα υπήρχαν πράγματι -κάτι για το οποίο οι επιστήμονες δεν ήταν σίγουροι τότε.

Είπε ότι το φως ταξιδεύει σε μικρά πακέτα και δεν είναι ένα συνεχές ηλεκτρομαγνητικό κύμα, θέτοντας έτσι τα θεμέλια της κβαντικής μηχανικής. Διατύπωσε την Ειδική Θεωρία της Σχετικότητας, σύμφωνα με την οποία ο χώρος και ο χρόνος είναι άρρηκτα συνδεδεμένοι σε μια κοινή δομή, το χωροχρονικό συνεχές. Τόσο ο χώρος όσο και ο χρόνος μπορούν να στρεβλωθούν, να επεκταθούν και να συμπιεστούν. Και ως «παραπροϊόν» της σκέψης του έδειξε την ισοδυναμία της ύλης με την ενέργεια μέσα από τον πασίγνωστο τύπο του, Ε=mc². Από αυτή την ισοδυναμία χαρακτηρίστηκε η εποχή μας «ατομική» και οδηγηθήκαμε στις παγκόσμιες εξελίξεις του αιώνα που πέρασε.

Πριν από τον Αϊνστάιν ο μόνος επιστήμονας που είχε τέτοια δημιουργική έξαρση ήταν ο Ισαάκ Νεύτωνας, ο οποίος, το 1666, απομονωμένος στο αγρόκτημα της μητέρας του προκειμένου να αποφύγει μια επιδημία που είχε ενσκήψει στο Κέμπριτζ, διατύπωσε τη Θεωρία της Βαρύτητας. Έτσι, η χρονιά αυτή είχε ονομαστεί «anus mirabilis», δηλαδή έτος θαυμάτων.

Σήμερα, 100 χρόνια μετά το anus mirabilis του Αϊνστάιν, το 1905, τα Ηνωμένα Έθνη ανακήρυξαν το 2005 «Παγκόσμιο Έτος Φυσικών Επιστημών» για να τον τιμήσουν.

Η αλήθεια της λογικής και οι αυθεντίες

Η εικόνα που έχουμε για τον Αϊνστάιν είναι ενός ατημέλητου επιστήμονα, με αχτένιστα μαλλιά και πολύ προχωρημένη σκέψη. Μας έλεγαν ότι οι ιδέες του ήταν πολύ μπροστά από την εποχή του, σαν να είχε έρθει από άλλον πλανήτη. Και όμως, ο Αϊνστάιν ήταν παιδί της εποχής του. Τα προβλήματα με τα οποία καταπιάστηκε και τα οποία έλυσε είχαν απασχολήσει και πολλούς άλλους επιστήμονες τότε, αλλά εκείνοι δεν κατάφεραν κάτι αξιομνημόνευτο. Αν δεν υπήρχε ο Αϊνστάιν, σίγουρα θα είχαν διατυπώσει και αποδείξει τις θεωρίες του άλλοι, με διαφορά μερικών χρόνων. Αυτό δεν μειώνει στο ελάχιστο το πνευματικό κατόρθωμα του. Τί ήταν αυτό που τον διέκρινε σε σχέση με άλλους επιστήμονες της εποχής του και οδήγησε την επιστημονική του σκέψη; Η αντίδραση του στις κατεστημένες αυθεντίες!

«0 Αϊνστάιν δεν πρόκειται να προκόψει στη ζωή του» είχε πει ο δρ Ζόσεφ Ντέγκενχαρτ, καθηγητής του στην έβδομη τάξη του γυμνασίου.

Ο Αϊνστάιν με την αδερφή του σε παιδική ηλικία.

Ο Αϊνστάιν δεν ανεχόταν να του «επιβάλλουν» την αλήθεια την οποία έπρεπε να ψάξει να βρει μόνος του με όπλο τη λογική του, ρωτώντας αμείλικτα γιατί. Για παράδειγμα, όποιος επιστήμονας αμφισβητούσε την εποχή εκείνη ότι το φως είναι ένα συνεχές ηλεκτρομαγνητικό κύμα, ερχόταν αντιμέτωπος με το επιστημονικό κύρος του μεγάλου φυσικού Τζέιμς Κλερκ Μάξγουελ και -πιστέψτε μας- κανένας δεν το ήθελε αυτό τότε. Ο Μάξγουελ είχε αποδείξει «πέραν πάσης αμφιβολίας» ότι το φως είναι ηλεκτρομαγνητικό κύμα. Ο Μάξγουελ ήταν η αυθεντία την εποχή εκείνη.

Είναι θεωρητικά δυνατό το ταξίδι στο παρελθόν;
Όχι με την τρέχουσα επιστημονική γνώση. Αντίθετα οι σημερινές θεωρίες επιτρέπουν το ταξίδι στο μέλλον

Όπως είπαμε ο Αϊνστάιν ήθελε να ανακαλύπτει την αλήθεια μόνος του, μέσα από λογικές διεργασίες. Και το φωτοηλεκτρικό φαινόμενο δεν «καταλάβαινε» τίποτε από την «κατεστημένη αλήθεια» του Μάξγουελ. Μπορούσε να εξηγηθεί μόνο αν το φως δεν ήταν ένα συνεχές ηλεκτρομαγνητικό κύμα αλλά ερχόταν σε μικρά πακέτα. Αυτό έλεγε η λογική, αυτό έπρεπε να είναι η αλήθεια.

Εκ των υστέρων αποδείχθηκε ότι και ο Μάξγουελ είχε δίκιο: Το φως είναι και ηλεκτρομαγνητικό κύμα. Αυτή η διττή ιδιότητα του φωτός ακόμη και σήμερα είναι δυσκολοχώνευτη στους φοιτητές. Ούτε ο Αϊνστάιν είχε ιδέα πώς γινόταν αυτό. Ωστόσο, μια άλλη ιδιότητα του ήταν να μπορεί να βασίζεται στη διαίσθηση, στην έμπνευση του, όπως έγραψε ο ίδιος αργότερα.

Παράφορη περιέργεια...

Από μικρός ο Αϊνστάιν ασχολήθηκε με τη φυσική. Ο θείος του είχε ένα εργοστάσιο κατασκευής δυναμό, λαμπτήρων, βολταϊκών τόξων και τηλεφώνων. Αυτά τα πράγματα ήταν υψηλή τεχνολογία τότε. Έτσι καθημερινά γινόταν συζήτηση για την επιστήμη στο σπίτι του και το σχετικό ενδιαφέρον του μικρού Αϊνστάιν για τη φυσική προέκυψε φυσιολογικά. Ο ίδιος έγραφε ότι σε ηλικία τεσσάρων ή πέντε ετών του χάρισαν μια πυξίδα. Η ικανότητα της βελόνας να δείχνει πάντα προς την ίδια κατεύθυνση τραβηγμένη από μια αόρατη δύναμη τον έπεισε ότι έπρεπε να υπάρχει «κάτι πίσω από τα πράγματα, κάτι βαθιά κρυμμένο».

Πάντως ο μικρός Άλμπερτ δεν ήταν αυτό που θα λέγαμε «απόλυτα φυσιολογικό» παιδί.

Όταν οι γονείς του τον έπαιρναν μαζί τους στις φιλικές γιορτές, ελλείψει μπέιμπι σίτερ, του έδιναν χαρτί και μολύβι και εκείνος προσπαθούσε να λύσει προβλήματα αριθμητικής, ενώ γύρω του γινόταν φασαρία, άνθρωποι χόρευαν και γελούσαν.

Μολύβι και χαρτί, το Γκέιμ Μπόι του μικρού Άλμπερτ, ο οποίος είχε εντυπωσιακή ικανότητα αυτοσυγκέντρωσης.

Ο Αϊνστάιν ήταν ευφυής, αλλά τίποτε το ιδιαίτερο σε σχέση με άλλους ευφυείς συνομήλικους του. Παρά τα όσα λέγονται, ήταν καλός μαθητής στο σχολείο και πήρε το απολυτήριο του με καλό βαθμό. Μισούσε όμως το σχολείο στο οποίο πήγαινε στο Μόναχο, διότι εκεί η επιτυχία βασιζόταν μόνο στην αποστήθιση και στην υπακοή στην καθηγητική αυθεντία. Η πραγματική μελέτη γινόταν στο σπίτι, με βιβλία σχετικά με τα μαθηματικά, τη φυσική και τη φιλοσοφία. «Ο Αϊνστάιν δεν πρόκειται να προκόψει στη ζωή του» είχε πει ο δρ Ζόσεφ Ντέγκενχαρτ, καθηγητής του στην έβδομη τάξη του γυμνασίου.

Ο Αϊνστάιν έλεγε αργότερα ότι δεν είχε κάποιο ιδιαίτερο ταλέντο, εκτός από μια παράφορη περιέργεια. Επίσης, ισχυριζόταν ότι οι αντιλήψεις των ανθρώπων για τις πνευματικές του ικανότητες ήταν πραγματικά παράλογες και ότι οι ανακαλύψεις του οφείλονται στη φαντασία του και στην «ενοχλητική του περιέργεια». Και όμως, ο Αϊνστάιν απέδιδε στον εαυτό του έλλειψη φαντασίας, όταν προσπαθούσε να γίνει δεκτός στο Eidgenossische Technische Hochshule στη Ζυρίχη για να σπουδάσει ηλεκτρικός μηχανικός. Απέτυχε στην πρώτη προσπάθεια εισαγωγής του, αλλά τελικά πήρε πτυχίο μαθηματικών και φυσικής το 1900.

Η Ολυμπιακή Ακαδημία ήταν ένας φιλικός κύκλος που είχε σχηματίσει ο Αϊνστάιν και ο φίλος του, Μισέλ Μπεσό. Σε αυτόν συζητούσαν φιλοσοφικά και επιστημονικά θέματα στον ελεύθερο χρόνο τους.

Στο περιθώριο της επιστημονικής κοινότητας

Το 1900 ο Αϊνστάιν έγινε καθηγητής μαθηματικών και φυσικής, αλλά δεν είχε εντυπωσιάσει ούτε τους καθηγητές του στη σχολή. Μάλλον τους είχε ενοχλήσει με τον αντιεξουσιαστικό του χαρακτήρα γι' αυτό ο βαθμός του πτυχίου του ήταν ο δεύτερος χειρότερος μεταξύ των συμφοιτητών του, με αποτέλεσμα να μην μπορεί να διεκδικήσει καμία από τις ακαδημαϊκές θέσεις που επεδίωκε. Το 1901 βρήκε μια προσωρινή θέση καθηγητή σε τεχνικό γυμνάσιο, αλλά κανένα πανεπιστήμιο δεν φαινόταν να ενδιαφέρεται γι' αυτόν. Ο Αϊνστάιν απογοητεύτηκε και έγραψε: «Έχω παραιτηθεί από τη φιλοδοξία να βρω δουλειά σε πανεπιστήμιο».

Έτσι, δέχτηκε τη θέση «ειδικού τεχνικού τρίτης τάξης» στο Γραφείο Ευρεσιτεχνιών της Βέρνης. Ο Αϊνστάιν δούλεψε εκεί από το 1902 έως το 1909. Αυτό το διάστημα πέτυχε τεράστια επιστημονικά επιτεύγματα, χωρίς να έχει τη βοήθεια που θα του πρόσφερε ένα ακαδημαϊκό περιβάλλον με την πρόσβαση σε βιβλιογραφία και τη συναναστροφή με άλλους επιστήμονες της εποχής του.

Ακόμη και ο επαναστάτης Αϊνστάιν «τρόμαζε» με τα αποτελέσματα των υπολογισμών του. Έγραψε σε φίλο του: «Η αρχή της σχετικότητας, σε συνδυασμό με τις εξισώσεις του Μάξγουελ, απαιτεί από τη μάζα να είναι απευθείας μέτρο της ενέργειας που περιέχεται σε ένα σώμα. Το φως μεταφέρει μάζα... Αυτή η σκέψη είναι διασκεδαστική και έχει συνέπειες, αλλά δεν μπορώ να γνωρίζω κατά πόσο ο καλός Κύριος γελά με την ιδέα που μου έβαλε στο κεφάλι».

Το 1903 ο Αϊνστάιν παντρεύτηκε τη Μιλέβα Μάριτς, μια Ουγγαρέζα συμφοιτήτριά του που είχε γνωρίσει και ερωτευτεί πέντε χρόνια πριν, στη διάρκεια των σπουδών τους. Μαζί της είχε αποκτήσει μια κόρη, τη Λίεσερλ, το 1902. Τα ήθη της εποχής όμως δεν επέτρεπαν την ύπαρξη εξώγαμων παιδιών, και έτσι η Λίεσερλ δόθηκε για υιοθεσία και έκτοτε τα ίχνη της χάθηκαν. Το 1904 απέκτησαν τον πρώτο τους γιο, τον Χανς 'Άλμπερτ. Ο Αϊνστάιν, όπως είπαμε, μοίραζε το χρόνο του ανάμεσα στο Γραφείο Ευρεσιτεχνιών, την οικογένεια του και τα προβλήματα της, αλλά και τις μελέτες του στη φυσική. Ο πιο στενός του φίλος ήταν ο Μισέλ Μπέσο, με τον οποίο συζητούσε όλες του τις ιδέες για τη φυσική. Είχαν σχηματίσει ένα φιλικό κύκλο στη Βέρνη μαζί με άλλους φιλομαθείς και συναντιόνταν συχνά για να συζητήσουν επιστημονικά και φιλοσοφικά θέματα. Αυτοονομάστηκαν Ολυμπιακή Ακαδημία, κοροϊδεύοντας το επίσημο ακαδημαϊκό κατεστημένο της εποχής τους.

Το κυριότερο πλεονέκτημα της σκέψης του Αϊνστάιν προερχόταν από το γεγονός ότι μισούσε τις κάθε είδους αυθεντίες και δεν δίσταζε να τις αμφισβητήσει.

Ο Αϊνστάιν άρχισε να αποσπά την προσοχή των ακαδημαϊκών κύκλων μετά τη δημοσίευση των διατριβών του το 1905. Έτσι, το 1909 του προσφέρθηκε η θέση του αντεπιστέλλοντος καθηγητή στο Πανεπιστήμιο της Ζυρίχης, Επίσης, τον προσκάλεσαν να παρουσιάσει τις θεωρίες του στο ετήσιο Συνέδριο των Γερμανών Επιστημόνων. Άρχισε λοιπόν να γνωρίζει από κοντά αρκετούς επιστήμονες που μέχρι τότε ήξερε μόνο μέσα από τα γραπτά τους. Αργότερα του προσφέρθηκε η θέση του καθηγητή στο Γερμανικό Πανεπιστήμιο της Πράγας. Το 1912 τον πρότειναν για τη θέση καθηγητή στο Ελβετικό Ινστιτούτο Τεχνολογίας και το 1914 η γερμανική κυβέρνηση τον κάλεσε στο Βερολίνο, στην Πρωσική Ακαδημία Επιστημών, που τότε ήταν το πιο φημισμένο επιστημονικό ίδρυμα στην Ευρώπη.

Το έτος των θαυμάτων

Το 1905 βρήκε τον Αϊνστάιν στο περιθώριο των επιστημονικών πραγμάτων της εποχής του, να εργάζεται πάνω στις επιστημονικές διατριβές στο χρόνο που εξοικονομούσε από την ενδιαφέρουσα εργασία του στο Γραφείο Ευρεσιτεχνιών της Βέρνης και την οικογένεια του. Και όμως, τη χρονιά εκείνη ο άγνωστος στην τότε επιστημονική κοινότητα Αϊνστάιν δημοσίευσε πέντε επιστημονικές εργασίες που έμελλε να αλλάξουν την επιστήμη του 20ού αιώνα.

Τί τρέχει γρηγορότερα από το φως; Υπάρχει κάτι που να τρέχει γρηγορότερα από το φως; Μη βιαστείτε να πείτε όχι βασισμένοι στη σχετικότητα, διότι η απάντηση είναι καταφατική και πειραματικά αποδεδειγμένη. Δηλαδή κατέρρευσε το οικοδόμημα του Αϊνστάιν; Φυσικά και όχι! Δεν έχει αποδειχθεί με πειράματα κάτι τέτοιο. Σύμφωνα με τον Αϊνστάιν, τίποτε δεν διαδίδεται στο σύμπαν γρηγορότερα οπό την ταχύτητα του φωτός στο κενό. Το φως όμως, όταν διαδίδεται μέσα σε άλλο μέσο, π.χ., αέρα, νερό, γυαλί κλπ., επιβραδύνεται σημαντικά (σε αυτό οφείλεται το φαινόμενο της διάθλασης). Μέσα σε αυτό το μέσο τίποτε δεν εμποδίζει κάτι άλλο να τρέχει ταχύτερα από το φως εκεί, αλλά πάντα πιο αργά από την ταχύτητα του στο κενό. Μια απόδειξη τέτοιων σωματιδίων «ταχύτερων από το φως» είναι η γαλαζωπή ακτινοβολία Σρένκοφ που παρατηρούμε στους πυρηνικούς αντιδραστήρες που χρησιμοποιούν νερό για επιβραδυντή. Κάθε σωματίδιο που έχει μάζα (π.χ., ηλεκτρόνια ή ποζιτρόνια) και τρέχει ταχύτερα από το φως σε δεδομένο μέσο, εκπέμπει έναν κώνο γαλαζωπού φωτός. Αυτό είναι το αντίστοιχο του κρουστικού κύματος που δημιουργούν τα ταχύτερα του ήχου αεροπλάνα.

Το Μάρτιο έστειλε για δημοσίευση στο κορυφαίο επιστημονικό περιοδικό της Γερμανίας, το Ανάλεν ντερ Φιζίκ, μια μελέτη σχετική με την κβαντική φύση του φωτός. Υποστήριζε ότι το φως δρα σαν να αποτελείται από διακεκριμένα, ανεξάρτητα μεταξύ τους σωματίδια ενέργειας. Τα σωματίδια αυτά έχουν ενέργεια η οποία είναι ανάλογη με τη συχνότητα του φωτός που αυτά διαδίδουν. Τα ονόμασε κβάντα φωτός (αργότερα ονομάστηκαν φωτόνια). Λίγα χρόνια πριν ο Μαξ Πλανκ έκανε την πρώτη νύξη γι' αυτά, αλλά ο Αϊνστάιν προχώρησε πολύ πιο πέρα. Απέδειξε ότι με την παραδοχή των κβάντα φωτός με τις παραπάνω ιδιότητες μπορούσαν να εξηγηθούν φαινόμενα που εξέταζαν οι πειραματικοί φυσικοί της εποχής, όπως το φωτοηλεκτρικό φαινόμενο.

Το Μάιο έστειλε ένα ακόμη άρθρο στο ίδιο περιοδικό, στο οποίο πραγματευόταν την τυχαία κίνηση των ατόμων και των μορίων ενός σώματος. Η θερμοκρασία των σωμάτων ως το άθροισμα της κινητικής ενέργειας των ατόμων ή των μορίων που τα αποτελούν ήταν καλά εμπεριστατωμένη τότε. Όμως ο Αϊνστάιν πρότεινε ένα νέο τρόπο για να επιβεβαιωθεί πειραματικά η θεωρία. Αν πολύ μικρά κομμάτια ύλης βρεθούν μέσα σε υγρό, τότε αυτά θα δείχνουν ότι κινούνται ακανόνιστα με μικρά πηδηματάκια μέσα στο υγρό, αφού θα τα σπρώχνουν τα τυχαία παλλόμενα γειτονικά τους μόρια του υγρού. Αυτό το φαινόμενο ήταν γνωστό πολλά χρόνια ως κίνηση Μπράουν, αλλά ο Αϊνστάιν υπόδειξε το μηχανισμό δημιουργίας της. Μέσα από αυτό η επιστήμη απέκτησε ένα ισχυρό εργαλείο μελέτης του μεγέθους των ατόμων και των μορίων.

Γιατί κανένα άλλο υλικό δεν λάμπει σαν τα διαμάντια;
Διότι η ταχύτητα του φωτός μέσα στην πυκνή μοριακή δομή τους, είναι μισή απ' ότι στον αέρα

Ένα μήνα μετά ακολούθησε και άλλη δημοσίευση, σχετική με τον «ηλεκτρομαγνητισμό και την κίνηση». Ένας ακίνητος παρατηρητής που βλέπει δύο τρένα να διασταυρώνονται σε παράλληλες γραμμές μπορεί να μετρήσει την ταχύτητα τους στα 50 και 60 χιλιόμετρα την ώρα. Ο επιβάτης σε κάποιο από τα δύο τρένα θα μετρήσει την ταχύτητα του άλλου τρένου στα 110 χιλιόμετρα την ώρα. Σύμφωνα με τη Θεωρία του Ηλεκτρομαγνητισμού, η ταχύτητα του φωτός θα έπρεπε να μετριέται διαφορετικά από έναν παρατηρητή που κινείται κατά μήκος της από ό,τι από έναν άλλο ακίνητο. Και όμως με κανένα πείραμα, όσο πολύπλοκο και όσο ακριβές και αν ήταν, δεν είχε μετρηθεί ποτέ η παραμικρή διαφορά. Η ταχύτητα του φωτός ήταν σταθερή ασχέτως της κίνησης του παρατηρητή. Ο Αϊνστάιν βρήκε ότι το τελευταίο γεγονός ήταν... αναμενόμενο και συμβατό με την Ηλεκτρομαγνητική Θεωρία. Όπως έγραψε αργότερα, το να συμβιβάσεις τις δύο φαινομενικά ασυμβίβαστες παρατηρήσεις χρειαζόταν «μόνο» μια νέα και πιο προσεκτική θεώρηση του παράγοντα χρόνου. Η νέα του θεωρία, γνωστή αργότερα ως Ειδική Θεωρία της Σχετικότητας, βασίστηκε σε μια καινοφανή ανάλυση του χώρου και του χρόνου·? μια ανάλυση τόσο καθαρή και απλή, που μπορεί να γίνει κατανοητή και από μαθητές λυκείου.

Το Σεπτέμβριο του ίδιου έτους ο Αϊνστάιν ανακοίνωσε μια θαυμαστή συνέπεια της Ειδικής Θεωρίας της Σχετικότητας, την περίφημη ισοδυναμία της μάζας ενός σώματος με την ενέργεια: Ε=mc². Η ιδέα και μόνο ήταν εξωφρενική. Ακόμη και ο επαναστάτης Αϊνστάιν «τρόμαζε» με τα αποτελέσματα των υπολογισμών του. Έτσι, ο τίτλος της διατριβής ήταν, αν μη τι άλλο, προσεκτικά γραμμένος: «Εξαρτάται η αδράνεια ενός σώματος από το μέτρο της ενεργειακής του κατάστασης;». Χαρακτηριστικό είναι αυτό που έγραψε σε ένα φίλο του: «Η αρχή της σχετικότητας, σε συνδυασμό με τις εξισώσεις του Μάξγουελ, απαιτεί από τη μάζα να είναι απευθείας μέτρο της ενέργειας που περιέχεται σε ένα σώμα. Το φως μεταφέρει μάζα... Αυτή η σκέψη είναι διασκεδαστική και έχει συνέπειες, αλλά δεν μπορώ να γνωρίζω κατά πόσο ο καλός Κύριος γελά με την ιδέα που μου έβαλε στο κεφάλι». Αργότερα, όμως, και αυτός και οι υπόλοιποι επιστήμονες κατάλαβαν ότι, όσο απίθανο και αν φαινόταν, ο τύπος Ε=mc² ίσχυε.

Πίσω στα «θρανία»

Αμέσως μετά τη δημοσίευση της Ειδικής Θεωρίας της Σχετικότητας, τόσο ο Αϊνστάιν όσο και άλλοι επιστήμονες της εποχής άρχισαν να ερευνούν τις επιπτώσεις της στο φυσικό κόσμο. Ένα χρόνο μετά, μια ομάδα επιστημόνων έκανε ένα πείραμα και «απέδειξε» ότι η Ειδική Θεωρία της Σχετικότητας ήταν λάθος. Ο Αϊνστάιν τους συνεχάρη για την επιστημονική εργασία τους, αλλά επέμεινε ότι αυτός είχε το δίκιο με το μέρος του.

Η Ειδική Θεωρία της Σχετικότητας προέβλεπε ότι όλα τα φυσικά φαινόμενα είναι ισοδύναμα για κάθε παρατηρητή, αρκεί αυτοί να βρίσκονται σε ευθύγραμμη ομαλή κίνηση. Θα μπορούσε η θεωρία να επεκταθεί ώστε να περιλαμβάνει παρατηρητές σε οποιαδήποτε κινητική κατάσταση, δηλαδή παρατηρητές που επιταχύνονται, επιβραδύνονται και στρίβουν; Στην ουσία κάθε κίνηση πέρα από την ευθύγραμμη ομαλή είναι επιταχυνόμενη. Μήπως η επιτάχυνση είναι ισοδύναμη με τη βαρύτητα, δεδομένου ότι οι επιπτώσεις τους μοιάζουν; Την προσοχή του Αϊνστάιν τράβηξε, ένα επιστημονικό γεγονός γνωστό από την εποχή του Γαλιλαίου, το οποίο ωστόσο ποτέ δεν είχε ερευνηθεί σε βάθος: Όλα τα σώματα που αφήνονται ελεύθερα από κάποιο δεδομένο ύψος φτάνουν στη γη με την ίδια ταχύτητα ανεξάρτητα από το υλικό από το οποίο είναι φτιαγμένα (αρκεί να μην υπάρχει αντίσταση του αέρα). Μήπως θα μπορούσε αυτό το γεγονός να αποτελέσει εφαλτήριο για νέες θεωρίες, όπως ακριβώς και η σταθερή ταχύτητα του φωτός οδήγησε στην Ειδική Θεωρία της Σχετικότητας;

Ένα χρόνο μετά μια ομάδα επιστημόνων έκανε ένα πείραμα και «απέδειξε» ότι η Ειδική Θεωρία της Σχετικότητας ήταν λάθος. 0 Αϊνστάιν τους συνεχάρη για την επιστημονική εργασία τους, αλλά επέμεινε ότι αυτός είχε το δίκιο με το μέρος του.

Ο Αϊνστάιν τα βρήκε σκούρα με τη νέα προσπάθεια. Τελικά κατάλαβε ότι χρειαζόταν περισσότερες μαθηματικές γνώσεις από όσες είχε για να λύσει τα προβλήματα που προέκυπταν. Επίσης, έπρεπε να εργάζεται πάνω σε όλο και πιο αφηρημένα προβλήματα. Ο φίλος του, ο Μισέλ Μπέσο, τον βοήθησε και πάλι να οργανώσει τη σκέψη του. Εν τω μεταξύ, η σκληρή δουλειά και η όλο και μεγαλύτερη απομάκρυνση του από τη γυναίκα του είχαν ως συνέπεια το διαζύγιο. Επιπλέον, τα χρόνια εκείνα άρχισε να ανακατεύεται με την πολιτική. Το 1915 είχε ολοκληρώσει την καινούργια θεωρία του. Οι νέες εξισώσεις του για τη βαρύτητα, παρ' όλο που η μορφή τους δεν ήταν συνηθισμένη την εποχή εκείνη, είχαν μια εγγενή απλότητα. Για να εξηγήσει τη δύναμη της βαρύτητας, οι εξισώσεις έδειχναν πως η μάζα στρέβλωνε τον ίδιο τον ιστό του χώρου και του χρόνου. Αυτή η στρέβλωση προσδιόριζε τελικά τον τρόπο που κινούνται τα σώματα. Για να επαληθεύσει τα αποτελέσματα της σκέψης του, εφάρμοσε τις εξισώσεις του πάνω στον υπολογισμό της τροχιάς του πλανήτη Ερμή, ο οποίος βρίσκεται πολύ κοντά στη μεγάλη μάζα του Ήλιου. Τα αποτελέσματα ήταν εξαιρετικά ακριβή και με αυτά για πρώτη φορά εξηγήθηκε η μετακίνηση του περιηλίου του πλανήτη. Η Γενική Θεωρία της Σχετικότητας είχε γεννηθεί με τους καλύτερους οιωνούς.

Η μάζα είναι ενέργεια...και το αντίστροφο. Το πλέον φημισμένο συμπέρασμα του Αϊνστάιν, που και ο ίδιος δυσκολεύτηκε να πιστέψει, περιγράφεται από την πασίγνωστη εξίσωση Ε=mc². Η ταχύτητα του φωτός είναι τεράστια, αλλά υψωμένη στο τετράγωνο γίνεται «εξωφρενικός» αριθμός που, πολλαπλασιαζόμενος με τη μάζα, δίνει τεράστιες ποσότητες ενέργειας. Αν μετατραπεί ένα γραμμάριο μάζας σε ενέργεια, έχουμε το ισοδύναμο μιας έκρηξης 23 εκατομμυρίων κιλών δυναμίτιδας. Αυτή η ισοδυναμία εξηγεί τη σταθερή εκπομπή ενέργειας του Ήλιου (και των άλλων άστρων) για δισεκατομμύρια χρόνια, την καταστροφική ισχύ μιας ατομικής βόμβας και την ενέργεια των πυρηνικών αντιδραστήρων.

Το απόγειο της δόξας

Η Γενική Θεωρία της Σχετικότητας με τη στρέβλωση του χωροχρονικού συνεχούς από την παρουσία μάζας προέβλεπε και ένα άλλο εκπληκτικό γεγονός: Μία ακτίνα φωτός που θα περνούσε δίπλα από μια μεγάλη μάζα θα ακολουθούσε τη στρέβλωση του χωροχρόνου και θα καμπύλωνε. Με άλλα λόγια, η βαρύτητα επηρεάζει την τροχιά του φωτός όπως και την τροχιά οποιουδήποτε άλλου υλικού σώματος.

Ο Αϊνστάιν υπολόγισε επακριβώς πόση θα ήταν η καμπύλωση μιας ακτίνας φωτός που θα περνούσε δίπλα από τον Ήλιο. Οι επιστήμονες περίμεναν μια ευκαιρία για να ελέγξουν ακόμη μια φορά τη Γενική Θεωρία της Σχετικότητας.

Η ευκαιρία ήρθε το Μάιο του 1919, οπότε συνέβη μια ολική έκλειψη του Ήλιου. Δύο ανεξάρτητες επιστημονικές αποστολές ταξίδεψαν σε μέρη όπου η έκλειψη ήταν ολική. Και οι δύο μέτρησαν την ίδια προβλεπόμενη καμπύλωση της ακτίνας του φωτός ενός μακρινού άστρου καθώς χανόταν πίσω από το σκοτεινιασμένο δίσκο του Ήλιου.

Τα νέα δεν εντυπωσίασαν μόνο τους επιστήμονες αλλά και το ευρύ κοινό. Ο Αϊνστάιν είχε αλλάξει όλο το οικοδόμημα της φυσικής. Αντιλήψεις αιώνων είχαν αποδειχθεί λανθασμένες και ένα καινούργιο οικοδόμημα είχε στηθεί στη θέση τους, ένα οικοδόμημα όπου ο χώρος, ο χρόνος, η ύλη και η ενέργεια ήταν άρρηκτα συνδεδεμένα και αλληλεπιδρούσαν με παράξενους εξωτικούς τρόπους πέρα από οποιαδήποτε καθημερινή μας αντίληψη. Ο Αϊνστάιν ήταν το σύμβολο της νέας επιστήμης.

Ο Τύπος όμως ήταν ίδιος με τον σημερινό. Έβρισκε μια διεστραμμένη ευχαρίστηση στο να διογκώνει τα πράγματα πέρα από τις πραγματικές τους διαστάσεις. Έτσι, μέσα σε λίγο διάστημα ήταν κοινή πεποίθηση στις μάζες ότι μόνο μια ιδιοφυΐα μπορούσε να καταλάβει τη σχετικότητα. Το είδωλο του Αϊνστάιν είχε στηθεί σε δυσπρόσιτο ύψος. Όλος ο κόσμος ήθελε να τον δει, να του μιλήσει, να αλληλογραφήσει μαζί του ? σε ενοχλητικό βαθμό.

Το 1921 πήρε το βραβείο Νόμπελ φυσικής, όχι για τη Θεωρία της Σχετικότητας αλλά για την εξήγηση του φωτοηλεκτρικού φαινομένου, το 1905.

Παίζει ο Θεός ζάρια;

Το 1916 ο Αϊνστάιν είχε προβλέψει ότι, όταν το φως περνά μέσα από ένα υλικό, τότε μπορεί να πυροδοτήσει την εκπομπή περισσότερου φωτός από το σώμα αυτό. Ήταν η βασική αρχή των σύγχρονων λέιζερ αλλά και μία από τις εκφάνσεις της κβαντικής φύσης των πραγμάτων. Το 1920 οι περισσότεροι φυσικοί ήταν πεπεισμένοι ότι οι θεωρίες του Νεύτωνα δεν μπορούσαν να περιγράψουν με ακρίβεια τον κόσμο των ατόμων ούτε φυσικά την κβαντική φύση του φωτός. Χρειαζόταν επειγόντως μια Κβαντική Θεωρία.

Πόσο χάνει ένα ρολόι στην επιφάνεια της Γης σε σχέση με το διάστημα;
1 δευτερόλεπτο κάθε 32 χρόνια και 8 περίπου μήνες, λόγω βαρυτικής χρονικής διαστολής

Ο ίδιος ο Αϊνστάιν συνέβαλε στη διαμόρφωση της σε πολλά σημεία. Σε άλλα όμως δεν μπορούσε να δεχτεί την απροσδιοριστία της κβαντικής μηχανικής, αντιδρώντας και διαφωνώντας συνεχώς. Για παράδειγμα, έχει αποδειχθεί, στο πλαίσιο της Κβαντικής Θεωρίας, ότι δεν μπορεί κάποιος να προβλέψει την ακριβή στιγμή που ένα άτομο θα εκπέμψει ένα φωτόνιο. Το κβαντικό αυτό φαινόμενο μπορεί να εκφραστεί μόνο με πιθανότητες. Σε δύο διαδοχικά συνέδρια, το 1929 και το 1930, υπήρξε σφοδρή αντιπαράθεση μεταξύ Μπορ και Αϊνστάιν. «Ο Θεός δεν παίζει ζάρια» είχε δηλώσει ο τελευταίος. Όμως μερικούς μήνες μετά είχε αποδεχτεί την Κβαντική Θεωρία ως ικανή να περιγράψει τη συμπεριφορά των ατόμων. Η Κβαντική Θεωρία μας άνοιξε το δρόμο για την κατασκευή των τρανζίστορ, των λέιζερ, της νέας χημείας και πολλών άλλων. Παρ' όλα αυτά, ο Αϊνστάιν ήταν πεπεισμένος ότι η Κβαντική Θεωρία ήταν ατελής και ότι υπήρχε μια βαθύτερη θεωρία που την περιλάμβανε. Ο Νεύτωνας διατύπωσε τη Θεωρία της Παγκόσμιας Βαρύτητας. Ο Μάξγουελ ενοποίησε το μαγνητισμό με τον ηλεκτρισμό ως εκφάνσεις ενός και του αυτού φυσικού φαινομένου, μιας και μόνης δύναμης, της ηλεκτρομαγνητικής. Ο Αϊνστάιν επαναδιατύπωσε με μέγιστη ακρίβεια τη Θεωρία της Βαρύτητας ως στρέβλωση του χώρου και του χρόνου. Αργότερα μάθαμε ότι στην καρδιά των ατόμων υπάρχουν και άλλες δυνάμεις, η Ασθενής και η Ισχυρή. Μάθαμε για πολλά υποατομικά σωματίδια και διατυπώσαμε το λεγόμενο Στάνταρτ Μοντέλο, που περιγράφει με τη μέγιστη πειραματικά ελέγξιμη ακρίβεια τον υποατομικό κόσμο. Τις τελευταίες δεκαετίες αποδείξαμε ότι και η Ασθενής δύναμη είναι μια διαφορετική έκφανση της ηλεκτρομαγνητικής καί ονομάσαμε την ενοποιημένη δύναμη Ηλεκτρασθενή. Έχουμε κάνει κάποια βήματα για να εντάξουμε και την Ισχυρή δύναμη στο ενιαίο πλαίσιο, αλλά η ενοποίηση της βαρύτητας με τις υπόλοιπες μας διαφεύγει ακόμη.

«0 θεός δεν παίζει ζάρια» είπε ο Αϊνστάιν για να δείξει την πίστη του στην απόλυτη προβλεψιμότητα της φυσικής απέναντι στην απροσδιοριστία της κβαντομηχανικής. Αν και αποδέχτηκε την Κβαντική θεωρία ως ικανή να περιγράφει υποατομικά φαινόμενα, ποτέ του δεν πίστεψε ότι ήταν πλήρης. Από ό,τι ξέρουμε, η φύση πράγματι «παίζει ζάρια».

Ιδέες για την ενοποίηση υπάρχουν, όπως η Θεωρία των Χορδών, αλλά ακόμη και σήμερα βρισκόμαστε μακριά από το όνειρο του Αϊνστάιν για την ενοποίηση. Εργάστηκε για τη διατύπωσή της όλη την υπόλοιπη ζωή του, χωρίς επιτυχία, διότι ήταν παιδί της εποχής του. Με τη μεγάλη του ευφυΐα διατύπωσε θεωρίες που ήταν ώριμες να διατυπωθούν, βασισμένος στη γνώση της εποχής του. Όμως μια ενοποιημένη θεωρία των πάντων μας διαφεύγει ακόμη και σήμερα, παρά την τεράστια πρόοδο που έχουμε κάνει στην κατανόηση της βαθύτερης δομής του σύμπαντος. Πόσο μάλλον στην εποχή του, που ήταν γνωστές μόνο οι μισές από τις δυνάμεις της φύσης. Ο Αϊνστάιν άρχισε να απομακρύνεται από την επιστημονική κοινότητα σιγά σιγά μετά το 1940 και τελικά πέθανε στις 18 Απριλίου του 1955.

Ειδική θεωρία της Σχετικότητας

ΑΠΟ ΤΙΣ ΤΡΕΙΣ ΕΠΙΣΤΗΜΟΝΙΚΕΣ εργασίες που δημοσίευσε ο Αϊνστάιν το 1905, η πιο σημαντική είναι αυτή που αναφέρεται στην Ειδική Θεωρία της Σχετικότητας. Ανακοινώθηκε τον Ιούνιο του 1905 και περιλάμβανε την ερμηνεία του για τα ασαφή αποτελέσματα των πειραμάτων που έγιναν το 1887 από τους Μόρλεϊ και Μίκελοον, στην προσπάθεια τους να μετρήσουν την ταχύτητα της Γης σε σχέση με τον αιθέρα που πίστευαν τότε ότι είναι το ρευστό μέσο που μας περιβάλλει και μέσω του οποίου μεταφέρεται το φως.

Με τη δημοσίευση της η Ειδική Θεωρία της Σχετικότητας ταρακούνησε ολόκληρη την επιστημονική κοινότητα, καθώς ανέτρεψε τις απόψεις του Νεύτωνα για τις απόλυτες μετρήσεις του χρόνου και της κίνησης. Ως άλλο αβγό του Κολόμβου, έδωσε λύση στα περισσότερα από τα αδιέξοδα στα οποία είχε φτάσει η επιστήμη της εποχής εκείνης.

Η Θεωρία της Σχετικότητας έχει άδικα τη φήμη ότι είναι πολύ «εξωτική» για να την καταλάβει ο κοινός νους. Αντίθετα, είναι αρκετά απλή για να την κατανοήσει οποιοσδήποτε είναι διατεθειμένος να αφήσει λίγο τη φαντασία του να τον οδηγήσει πιο πέρα από αυτό που αντιλαμβάνεται ως καθημερινή πραγματικότητα.

Η αλήθεια είναι ότι, για να αντιληφθούμε με τις αισθήσεις μας ότι οι Κλασικοί Νόμοι του Νεύτωνα είναι λανθασμένοι και της σχετικότητας σωστοί, θα έπρεπε να ήμασταν σε θέση να κινούμαστε με ταχύτητες που πλησιάζουν αυτή του φωτός - που διεθνώς συμβολίζουμε με c -, η οποία είναι περίπου 300.000 χιλιόμετρα το δευτερόλεπτο ή αλλιώς ένα δισεκατομμύριο χιλιόμετρα την ώρα (299.792.458 μέτρα το δευτερόλεπτο για την ακρίβεια, δηλαδή 1.079.252.848,8 χλμ. την ώρα).

Γιατί γερνάμε λιγότερο στο ισόγειο απ' ότι στο ρετιρέ;
Διότι είμαστε βαθύτερα στο βαρυτικό πηγάδι της Γης

Είναι μια κολοσσιαία ταχύτητα για τα καθημερινά στάνταρτ μας, αλλά πολύ μικρή για τα μεγέθη του σύμπαντος. Σκεφτείτε ότι για να πάει το φως από τη Γη στο κοντινότερο αστέρι χρειάζεται περίπου τέσσερα χρόνια, για να βγει από το γαλαξία μας καμία πενηνταριά, για να φτάσει στο γειτονικό μας γαλαξία της Ανδρομέδας κάπου ένα εκατομμύριο χρόνια, ενώ στους μακρινότερους γαλαξίες που βλέπουν το τηλεσκόπια μας καμιά δεκαριά δισεκατομμύρια χρόνια. Όμως, ένας παρατηρητής μπορεί να δει «πράματα και θάματα» να συμβαίνουν σε κάποιον άλλο που κινείται με «σχετικιστική ταχύτητα», δηλαδή με ταχύτητα που είναι ένα μεγάλο ποσοστό της ταχύτητας του φωτός, χωρίς ο άλλος, ο γρήγορος δηλαδή, να βλέπει τίποτε το μη κανονικό να συμβαίνει στον ίδιο. Και ξέρετε κάτι; ΚΑΙ οι δύο έχουν απόλυτο δίκιο!

Η αλήθεια είναι υποκειμενική και όλοι έχουν δίκιο.

Η καθημερινή μας αντίληψη λέει ότι, αν οι ρουκέτες τρέχουν με 1.000 χιλιόμετρα την ώρα, και ο πύραυλος με 750 χιλιόμετρα την ώρα,ο αστροναύτης στο διαστημόπλοιο θα δει τη ρουκέτα που έρχεται από μπροστά του να τον πλησιάζει με 1.750 χλμ./ώρα και αυτή από πίσω με 250 χλμ./ώρα. Καθένας από τους ακίνητους αστροναύτες βλέπει τη ρουκέτα του άλλου να τρέχει με 1.000χλμ./ώρα.

Με το φως δεν συμβαίνει ότι μας λέει η καθημερινή εμπειρία. Και οι αστροναύτες και ο πιλότος του διαστημόπλοιου μετρούν την ταχύτητα του φωτός σταθερή από όπου και αν έρχεται, από όπου και αν έχει εκπεμφθεί. Η ταχύτητα αυτή είναι ίση περίπου με ένα δισεκατομμύριο χιλιόμετρα την ώρα και συμβολίζεται με c. Η σταθερότητα της ταχύτητας του φωτός ως προς όλους τους παρατηρητές είναι ο ακρογωνιαίος λίθος της σχετικότητας.

Όταν το διαστημόπλοιο είναι ακίνητο ως προς τον αστροναύτη-παρατηρητή, τόσο ο πιλότος του όσο και ο παρατηρητής μετράνε το ίδιο μήκος για το σκάφος και τα ρολόγια τους δείχνουν ακριβώς την ίδια ώρα. Όταν το διαστημόπλοιο κινείται ευθύγραμμο και ομαλό ως προς τον ακίνητο παρατηρητή, τότε ο τελευταίος μετράει μικρότερο μήκος για το διαστημόπλοιο από όσο όταν ήταν ακίνητο και ταυτόχρονα βλέπει το ρολόι του πιλότου να πηγαίνει πίσω. Ο πιλότος όμως του διαστημόπλοιου δεν αντιλαμβάνεται να έχει αλλάξει το παραμικρό στο διαστημόπλοιο του ή το χρόνο. Σε κάθε περίπτωση όλοι μετρούν ακριβώς την ίδια ταχύτητα του φωτός. Η σχετικότητα μας λέει ότι και οι δύο έχουν απόλυτο δίκιο.

Πλαίσια αναφοράς παντού

Για να μιλήσουμε λίγο πιο εξειδικευμένα, η Ειδική Θεωρία της Σχετικότητας μας λέει τι θα πρέπει να αντιλαμβάνονται ότι συμβαίνει δύο παρατηρητές που κινούνται ο ένας σε σχέση με τον άλλο με ευθύγραμμη ομαλή κίνηση (δηλαδή χωρίς να στρίβουν και χωρίς να αλλάζουν ταχύτητα). Το σημείο όπου βρίσκεται ο κάθε παρατηρητής το λέμε «πλαίσιο αναφοράς». Όλο τα πλαίσια που κινούνται με σταθερή ταχύτητα τα ονομάζουμε «αδρανειακά».

Κάθε παρατηρητής αντιλαμβάνεται το δικό του πλαίσιο αναφοράς σταθερό και ακίνητο, ενώ του άλλου να κινείται. Αυτό είναι το πρώτο από τα στοιχεία που νομίζουμε ότι ξεφεύγουν από την καθημερινή μας αντίληψη. Ξέρουμε καλά ότι ο άνθρωπος που κάθεται στη σκιά του δέντρου στην άκρη του δρόμου είναι ακίνητος, ενώ εμείς στο αυτοκίνητο μας κινούμαστε. Αυτό συμβαίνει διότι έχουμε μάθει να αντιλαμβανόμαστε τη Γη ως το «πλαίσιο αναφοράς» μας, ακόμα και αν εμείς κινούμαστε σε σχέση με αυτή. Και όμως, ο τύπος στη σκιά του δέντρου δεν είναι ακίνητος, αφού γυρίζει μαζί με τη Γη γύρω από τον Ήλιο με τρομακτική ταχύτητα, πράγμα πασιφανές σε έναν αστροναύτη στο μακρινό διάστημα.

Χαλαρώστε, λοιπόν, και αφήστε ελεύθερη τη φαντασία σας, όπως στο μετρό όπου στιγμιαία, όταν ξεκινά το τρένο στη διπλανή ράγα, νομίζετε ότι ξεκίνησε το δικό σας στην αντίθετη κατεύθυνση.

Όταν ο πιλότος του διαστημόπλοιου ανάψει τις «φανταστικές» μηχανές του που δεν καίνε καύσιμο, νιώθει μια σταθερή επιτάχυνση αντιστρόφως ανάλογη της μάζας του διαστημόπλοιου. Μετρώντας την επιτάχυνση του και γνωρίζοντας τη δύναμη των μηχανών του, υπολογίζει μια συγκεκριμένη μάζα. Αν διπλασιάσει τη δύναμη, θα μετρήσει διπλάσια επιτάχυνση, επομένως την ίδια μάζα. Αν ανοίξει τέρμα τις μηχανές, θα συνεχίσει να νιώθει να επιταχύνεται επ' άπειρο, με ρυθμό που τον διαβεβαιώνει ότι η μάζα του είναι σταθερή. Ο ακίνητος (ως προς εμάς) παρατηρητής αστροναύτης διαπιστώνει άλλα πράγματα. Όσο η ταχύτητα του διαστημόπλοιου μεγαλώνει τόσο η επιτάχυνση του μειώνεται, παρ' όλο που η δύναμη που το σπρώχνει μπροστά παραμένει σταθερή. «Βλέπει» δηλαδή τη μάζα του διαστημόπλοιου να αυξάνει με την ταχύτητα. Ό,τι και αν κάνει ο πιλότος στο διαστημόπλοιο, όσο δυνατές μηχανές και αν έχει, δεν θα καταφέρει ποτέ να φτάσει την ταχύτητα του φωτός.

Πράματα και θάματα

Δύο πράγματα θεωρεί η Ειδική Θεωρία της Σχετικότητας ως αυταπόδεικτα (αξιώματα) και μέχρι σήμερα κανένας δεν έχει καταφέρει να αποδείξει ότι δεν είναι αλήθεια:

Οι νόμοι της φύσης παραμένουν αναλλοίωτοι ανεξάρτητα από το ποιος παρατηρητής τους αντιλαμβάνεται.

Δηλαδή, αν κάποιος πάρει ένα μέτρο και μετρήσει το μήκος ενός τραπεζιού, θα το βρει ίδιο, ανεξάρτητα από το αν είναι ακίνητος ή βρίσκεται σε ένα αεροπλάνο που πετά με ταχύτητα 1.ΟΟΟχλμ. την ώρα (ακόμη και σε ένα διαστημόπλοιο που κινείται με το 99% της ταχύτητας του φωτός). Οποιοδήποτε πείραμα και αν κάνουν όλοι οι παρατηρητές θα βρουν τα ίδια αποτελέσματα και θα οδηγηθούν στα ίδια συμπεράσματα.

Η ταχύτητα του φωτός στο κενό είναι σταθερή ανεξάρτητα από το ποιος παρατηρητής τη μετρά και είναι η μεγαλύτερη ταχύτητα με την οποία μπορεί να τρέξει ο,τιδήποτε στο σύμπαν.

Δείτε τώρα τι «θαύματα» γίνονται, αποδεχόμενοι τις δύο αυτές απλούστατες παρατηρήσεις.

Βρισκόμαστε στην άκρη του δρόμου με ένα ραντάρ της τροχαίας. Ένα αυτοκίνητο κάμπριο μας πλησιάζει με ταχύτητα 100 χιλιόμετρα την ώρα. Αν κάποιος μέσα από το αυτοκίνητο μας πετάξει ένα μπαλάκι με 20χλμ. την ώρα σε σχέση με αυτόν και μετρήσουμε την ταχύτητα με την οποία μας «έρχεται» το μπαλάκι, θα τη βρούμε 100+20=120χλμ. την ώρα. Αν όμως μας ανάψει τα φώτα, εκείνος θα μετρήσει ταχύτητα στο φως 1.079.252.848,8χλμ. την ώρα. Ακριβώς το ίδιο θα μετρήσουμε και εμείς και όχι 1.079.252.948,8χλμ. την ώρα που, σύμφωνα με την καθημερινή εμπειρία μας, περιμένουμε.

Η ταχύτητα ενός αντικειμένου είναι η απόσταση (το μήκος) που διανύει διαιρεμένη με το χρόνο που κάνει να τη διανύσει. Αν η απόσταση δύο σημείων είναι 200χλμ. και κάνουμε δύο ώρες να φτάσουμε κινούμενοι με σταθερή ταχύτητα από το ένα σημείο στο άλλο, τότε τρέχουμε με 200:2= 1ΟΟχλμ. την ώρα. Μπορούμε να αλλάξουμε την ταχύτητα είτε επιταχύνοντας το αντικείμενο είτε επιβραδύνοντάς το. Επειδή όμως η ταχύτητα του φωτός είναι σταθερή, ακόμα και αν αυτό «εκτοξευθεί» από κινούμενο αντικείμενο, δύο μόνο πράγματα μπορεί να συμβαίνουν ώστε να εξηγηθούν οι παρατηρήσεις μας: η αντίληψη μας είναι διαστρεβλωμένη είτε για το μήκος είτε για το χρόνο. Σωστά το μαντέψατε: Είναι διαστρεβλωμένη και για τα δύο αυτά φυσικά μεγέθη.

Στο παράδειγμα με το φως ο επιβάτης του αυτοκινήτου υπολογίζει την ταχύτητα του φωτός μετρώντας με ένα χρονόμετρο το χρόνο που χρειάζεται το φως για να διατρέξει ένα συγκεκριμένο μήκος-για παράδειγμα, το μήκος του αυτοκινήτου του-και κάνει τη διαίρεση. Το ίδιο κάνουμε και εμείς με ένα άλλο μέτρο και με ένα άλλο χρονόμετρο, τα οποία αγοράσαμε από το ίδιο μαγαζί και ήταν ακριβώς ίδια με αυτά που αναφέραμε. Η μόνη διαφορά είναι ότι το μέτρο του επιβάτη του αυτοκινήτου, όταν το αυτοκίνητο τρέχει, γίνεται «ως διά μαγείας» κοντύτερο και όχι μόνο το μέτρο αλλά και κάθε άλλο υλικό σώμα που τρέχει φαίνεται να συρρικνώνεται κατά μήκος της κίνησης του. Μόνο κατά μήκος της κίνησης όλες οι άλλες διαστάσεις παραμένουν αναλλοίωτες. Όμως ο οδηγός του αυτοκινήτου δεν μπορεί να αντιληφθεί κάτι τέτοιο. Για εκείνον ό,τι πείραμα και αν σκαρφιστεί δεν μπορεί να βρει την παραμικρή διαφορά. Μόνο ένας παρατηρητής έξω από το πλαίσιο αναφοράς του κινούμενου σώματος μπορεί να αντιληφθεί τη συστολή του μήκους. Αφού λοιπόν το δικό του μέτρο είναι κοντύτερο από το δικό μου, υποθέτω ότι αυτός -άρα και το ίδιο το φως- υπολογίζει λανθασμένα μεγαλύτερη την ταχύτητα στο φως που φεύγει από το αμάξι του και ο κακομοίρης τη βρίσκει c και όχι c-100km/h την ώρα που είναι «η αλήθεια», οπότε σε μένα φτάνει σωστή. Το αστείο είναι ότι και εκείνος βγάζει τα ίδια συμπεράσματα αλλά ανεστραμμένα, ότι εγώ δηλαδή μετράω λάθος. Γι' αυτόν όλα είναι φυσιολογικά, το αμάξι του εξακολουθεί να έχει τρία μέτρα μήκος και η ταχύτητα του φωτός να είναι c.

Ωστόσο, η συστολή που περιγράψαμε δεν αρκεί για να κάνει τη διαφορά. Όχι. Είναι και ο χρόνος. Είναι όμως στον παρονομαστή του κλάσματος που δίνει την ταχύτητα. Αυτός φαίνεται να αλλοιώνεται αλλά προς την αντίθετη κατεύθυνση, να διαστέλλεται. Έτσι συμβάλλει και αυτός στο γεγονός ότι μετράμε την ίδια πάντα ταχύτητα του φωτός ανεξάρτητα από τον παρατηρητή. Αν ο ακίνητος παρατηρητής βλέπει το ρολόι του οδηγού, τότε θα παρατηρεί ότι «πάει πίσω» σε σχέση με το ολόιδιο δικό του.

Πόσο γίνεται το βάρος μας στο κέντρο της Γης;
Πραγματικά μηδέν, διότι εξουδετερώνεται η βαρυτική έλξη της Γης. Υπάρχει όμως μικροβαρύτητα λόγω των άλλων ουρανίων σωμάτων

Ας αλλάξουμε όμως σκηνικό και ας πάμε στο διάστημα, γιατί τώρα θα χρειαστούμε πολύ χώρο για το πείραμα μας. Φοράμε το διαστημικό μας σκάφανδρο, παίρνουμε και τα όργανα μέτρησης και καθόμαστε κάπου στο διάστημα αναπαυτικά. Θεωρούμε ότι, είτε το θέλει το σύμπαν είτε όχι, εμείς είμαστε ακίνητοι. Ένας φίλος μας μπαίνει στο σούπερ «φανταστικό» διαστημόπλοιο του και ξεκινά ένα μακρινό ταξίδι. Ρυθμίζει τη μηχανή του να δίνει σταθερή ώση και -όπως συμβαίνει με κάθε υλικό σώμα-επιταχύνει με σταθερή επιτάχυνση. Αν διαιρέσει την ώση με την επιτάχυνση, υπολογίζει τη μάζα του διαστημόπλοιου του. Αργότερα αποφασίζει να «γκαζώσει» λίγο ακόμα και μετρά μεγαλύτερη επιτάχυνση. Κάνει ξανά την ίδια διαίρεση και βρίσκει -φυσιολογικά- ότι η μάζα του δεν έχει αλλάξει (έχει ένα σούπερ «φανταστικό» κινητήρα που δεν καίει καθόλου καύσιμα). Έπειτα από λίγο ανοίγει «τσίτα τα γκάζια» και νιώθει μεγαλύτερη επιτάχυνση και υπολογίζει τη μάζα του μια από τα ίδια.

Εμείς τώρα, οι «ετσιθελικά» ακίνητοι, παρατηρούμε άλλα πράγματα να συμβαίνουν. Παρατηρούμε ότι όσο αυξάνεται η ταχύτητα του με σταθερή ώση, η επιτάχυνση του μειώνεται. Σαν να μεγαλώνει δηλαδή η μάζα του. Από τη δική μας άποψη για να συνεχίσει να επιταχύνεται σταθερά, πρέπει ν' αυξάνει την ώση συνέχεια. Τελικά ανοίγει «τέρμα τα γκάζια», αλλά δεν μπορεί να επιταχύνει άλλο σημαντικά. Πλησιάζοντας την ταχύτητα του φωτός, ο φίλος μας δεν έχει καμιά ελπίδα να τη φτάσει γιατί η μάζα του έχει γίνει τεράστια, φτάνει τη μάζα του σύμπαντος και θέλει κινητήρα με άπειρη ώση.

Μη νομίζετε ότι όλα αυτά είναι νοητικοί ακροβατισμοί. Έχουν γίνει χιλιάδες πειράματα και οι μετρήσεις έχουν δείξει της σχετικότητας το αληθές, σε όσο βαθμό ακρίβειας μπορούν βέβαια να φτάσουν.

Ο φιλόσοφος

Ο ΑΪΝΣΤΑΪΝ ΗΤΑΝ ένα εβραιόπουλο που αναγκαστικά μεγάλωσε και πήγε σχολείο σε μια καθολική κοινωνία. Από την αντιδιαστολή των θρησκευτικών αντιλήψεων ανάμεσα στο οικογενειακό και το σχολικό περιβάλλον διαμορφώθηκε αρκετά ο χαρακτήρας του. Όπως γράφει στις «Αυτοβιογραφικές σημειώσεις» του, άρχισε νωρίς να αμφιβάλλει για τις ιστορίες της Βίβλου διαβάζοντας βιβλία εκλαϊκευμένης επιστήμης. Έτσι, χαρακτήριζε την παιδική του ηλικία ως εποχή της «φανατικής απόλαυσης της ελεύθερης σκέψης».

Από μικρός ο Άλμπερτ Αϊνστάιν μελέτησε φιλοσοφία. Σε όλη του τη ζωή πίστευε ότι η επιστήμη, η ηθική, η φιλοσοφία και οι τέχνες ήταν κλαδιά του ίδιου δέντρου.

Σε ηλικία δώδεκα ετών διάβασε ένα βιβλίο για την ευκλείδειο επιπεδομετρία. Του έκανε τόσο μεγάλη εντύπωση ο ευκλείδειος τρόπος σκέψης, που ονόμαζε το βιβλίο αυτό «ιερό». Παιδί ακόμη θεώρησε την επιστήμη «ένα μεγάλο, αιώνιο γρίφο», στη μελέτη του οποίου άξιζε να αφιερωθεί για να βρει την «εσωτερική του ελευθερία και ασφάλεια». Σε ηλικία 16 ετών έβαλε τον πατέρα του να τον δηλώσει στις αρχές ως «χωρίς θρήσκευμα» και για το υπόλοιπο της ζωής του προσπάθησε να κρατήσει αποστάσεις από οργανωμένες θρησκευτικές δραστηριότητες και ομάδες. Ο Αϊνστάιν δημιούργησε τη δική του θρησκευτικότητα, με τον ίδιο τρόπο και για τον ίδιο λόγο που δημιούργησε τη «δική του επιστήμη».

Επιστήμη και θρησκευτικότητα έπαιξαν εξίσου σημαντικό ρόλο στη ζωή του ενήλικου Αϊνστάιν, και μάλιστα ήταν αλληλένδετες, χωρίς διαχωριστικές γραμμές ανάμεσά τους. Το 1929 ο καρδινάλιος της Βοστόνης κατηγόρησε τη Θεωρία της Σχετικότητας ως «θολή εικασία που δημιουργεί διεθνή αμφιβολία για το Θεό και τη Δημιουργία του» και ότι προωθεί «το τρομακτικό φάσμα του αθεϊσμού». Ο ραβίνος της Νέας Υόρκης δεν άφησε την ευκαιρία να πάει χαμένη. Έστειλε τηλεγράφημα στον Αϊνστάιν {με προπληρωμένη απάντηση 50 λέξεων) με το περιεχόμενο «Πιστεύεις στο Θεό; ΣΤΟΠ». Η απάντηση του Αϊνστάιν ήρθε σε 25 λέξεις (στα γερμανικά): «Πιστεύω στο θεό του Σπινόζα, ο οποίος αποκαλύπτεται με τη νομοταγή αρμονία του κόσμου, όχι σε ένα θεό που ασχολείται με τη μοίρα και τα καμώματα της ανθρωπότητας».

Ο Αϊνστάιν θαύμαζε τον Σπινόζα για την ανεξαρτησία του πνεύματος του, την αιτιοκρατική του φιλοσοφική σκέψη, το σκεπτικισμό του σχετικά με τις οργανωμένες θρησκείες -αποτέλεσμα του εξοστρακισμού του από τη συναγωγή του το 1656-, καθώς και για την ασκητική του ζωή. Ο Αϊνστάιν προφανώς είχε εκστασιασθεί όταν διάβασε τα «Ηθικά» του Σπινόζα (Ethica Ordinae Geometriko), ένα σύστημα βασισμένο στο ευκλείδειο μοντέλο της λογικής απόδειξης προτάσεων προερχόμενων από αρχικές παραδοχές. Το βιβλίο αυτό ήταν συχνό ανάγνωσμα στην άτυπη «Ολυμπιακή Ακαδημία», την παρέα του στη Βέρνη με την οποία συζητούσαν συχνά επιστημονικά θέματα.

Όμως οι απόψεις του Σπινόζα επηρέασαν και το επιστημονικό του έργο. Ο Σπινόζα έγραφε ότι ο Θεός είναι αμετάβλητος ή, με άλλα λόγια, ότι όλες του οι ιδιότητες είναι αμετάβλητες. Έτσι, όταν ο Αϊνστάιν επέκτεινε τη Γενική Θεωρία της Σχετικότητας και την εφάρμοσε σε συμπαντικό μοντέλο, προέκυψε ένα μη στατικό και μη αιώνιο σύμπαν. Αυτή η εικόνα του σύμπαντος του φαινόταν τόσο αντίθετη με τα πιστεύω του Σπινόζα, που έκανε κάτι που σπάνια έκανε: Πρόσθεσε εντελώς αυθαίρετα μία σταθερά, την περίφημη Κοσμολογική Σταθερά λ στις εξισώσεις του, ώστε να κάνει το σύμπαν στατικό με το «έτσι θέλω».

0 ραβίνος της Νέας Υόρκης έστειλε τηλεγράφημα στον Αϊνστάιν: «Πιστεύεις στο Θεό; ΣΤΟΠ». Η απάντηση του Αϊνστάιν ήρθε σε 25 λέξεις (στα γερμανικά): «Πιστεύω στο θεό του Σπινόζα, ο οποίος αποκαλύπτεται με τη νομοταγή αρμονία του κόσμου, όχι σε ένα θεό που ασχολείται με τη μοίρα και τα καμώματα της ανθρωπότητας».

Αργότερα όμως ο Αλεξάντερ Φρίντμαν έδειξε ότι οι εξισώσεις του Αϊνστάιν για τη Γενική Θεωρία της Σχετικότητας επιτρέπουν και διαστολή και συστολή του σύμπαντος, ενώ ο 'Εντουϊν Χαμπλ απέδειξε με αστρονομικές παρατηρήσεις ότι το σύμπαν όντως διαστέλλεται. Σύμφωνα με τον Τζορτζ Γκάμοφ, ο Αϊνστάιν αναγνώρισε ότι «η εισαγωγή της κοσμολογικής σταθεράς ήταν το μεγαλύτερο λάθος της ζωής του».

Ο Αϊνστάιν πίστευε πολύ στον άνθρωπο και στις δυνατότητες του. «Λεν υπάρχει τίποτε το θεϊκό στην ηθική» έγραψε. «Είναι καθαρά μια ανθρώπινη υπόθεση». Άλλη φορά έγραψε: «Η διδασκαλία της ηθικής δεν είναι έργο μόνο της εκκλησίας και της θρησκείας, αλλά η πιο πολύτιμη κτήση της ανθρωπότητας». Και αλλού: «Η ηθική πρακτική δεν απαιτεί μια στείρα άρνηση των απολαύσεων της ζωής, αλλά μάλλον ένα κοινωνιολογικό ενδιαφέρον προς ένα ευτυχέστερο μέλλον για όλους τους ανθρώπους».

Σχετικά με την εκπαίδευση ο Αϊνστάιν πίστευε ότι κύρια επιδίωξη του σχολείου πρέπει να είναι το να βγάζει άτομα που να είναι αρμονικές προσωπικότητες, όχι ειδικούς σε κάποιον τομέα. Το σχολείο, κατά τον Αϊνστάιν, μπορεί και πρέπει να προωθεί την εσωτερική ελευθερία του ατόμου και να ενθαρρύνει την ανεξαρτησία της σκέψης ή «τουλάχιστον να μην ανακατεύεται με αυτή». Πίστευε ότι συχνά το σχολείο παρεμβαλλόταν αρνητικά με την ανάπτυξη της εσωτερικής ελευθερίας μέσω αυταρχικών επιρροών και επιβάρυνε τους νέους με υπερβολικά πνευματικά και ηθικά βάρη. Έγραψε: «Το χειρότερο πράγμα φαίνεται να είναι ότι τα σχολεία προπαντός δουλεύουν με μεθόδους εκφοβισμού, επιβολής δύναμης και τεχνητής εξουσίας. Αυτές οι μέθοδοι καταστρέφουν τα σωστά αισθήματα, την ειλικρίνεια και την αυτοπεποίθηση των μαθητών, παράγοντας υποτακτικά άτομα...».

Γενική Θεωρία της Σχετικότητας

ΣΤΑ ΤΕΛΗ ΤΟΥ 1915 ο Αϊνστάιν βρήκε την απάντηση που αναζητούσε δέκα χρόνια. Ανακάλυψε επιτέλους έναν τρόπο να συμπεριλάβει τη βαρύτητα στη Θεωρία της Σχετικότητας. Η Γενική Θεωρία της Σχετικότητας άλλαξε εντελώς τον τρόπο με τον οποίο βλέπουμε τον κόσμο γύρω μας. Για πάνω από 200 χρόνια τα περισσότερα προβλήματα της φυσικής ερμηνεύονταν με τους νόμους του Νεύτωνα. Όλος ο τεχνητός κόσμος που έχει δημιουργήσει ο άνθρωπος βασίζεται στη γραμμικότητα της σκέψης του Νεύτωνα και σε αυτό που ονομάζουμε σήμερα κλασική φυσική. Η Γενική Θεωρία αντικατέστησε το έργο του Νεύτωνα, φέρνοντας νέες διαστάσεις στην οπτική γωνία αντιμετώπισης του σύμπαντος και εισάγοντας έναν επαναστατικό τρόπο εξερεύνησης και κατανόησης της προέλευσης και του προορισμού του.

Ο χώρος και ο χρόνος είναι ένα σφιχτοπλεγμένο ύφασμα που ζαρώνει από την παρουσία οποιασδήποτε μάζας με απόλυτα προβλέψιμο τρόπο.

Η επιτάχυνση είναι βαρύτητα

Κατά την ολική έκλειψη του 1919, οι αστρονόμοι επιβεβαίωσαν τη Γενική Θεωρία της Σχετικότητος, παρατηρώντας ένα άστρο τη στιγμή που κρυβόταν πίσω από τον Ήλιο.

Η Ειδική Θεωρία της Σχετικότητας μελετά τα φαινόμενα όπως τα βλέπουν διάφοροι παρατηρητές σε αδρανειακά πλαίσια αναφοράς (καθένα κινείται με ευθύγραμμη ομαλή κίνηση ως προς κάθε άλλο). Η Γενική Θεωρία της Σχετικότητας επεκτείνει τη μελέτη της για παρατηρητές που επιταχύνονται ομαλά ο ένας προς τον άλλο. Μάλιστα, σύμφωνα με την αρχή της ισοδυναμίας, σε ένα τέτοιο πλαίσιο αναφοράς, που επιταχύνεται δηλαδή ευθύγραμμα ομαλά, όλα τα πειράματα που μπορεί κάποιος να κάνει είναι απαράλλαχτα με τα ίδια πειράματα αν τα εκτελέσει σε ένα μη επιταχυνόμενο πλαίσιο αναφοράς που βρίσκεται μέσα σε ένα ομοιόμορφο βαρυτικό πεδίο. Με απλά (αλλά όχι ακριβή) λόγια, δεν μπορεί κάποιος να ξεχωρίσει τη βαρύτητα από την επιτάχυνση.

ΗΡΑΚΛΕΙΤΟΣ ΕΝΑΝΤΙΟΝ ΠΑΡΜΕΝΙΔΗ
Ο Ηράκλειτος και ο Παρμενίδης είχαν μια συνεχή κόντρα. Ο Παρμενίδης υποστήριζε ότι η κίνηση είναι μια υποκειμενική ψευδαίσθηση, ενώ ο Ηράκλειτος επέμενε για το αντίθετο, ότι δηλαδή η ακινησία είναι μια ψευδαίσθηση και ότι τα πάντα βρίσκονται σε μια συνεχή κίνηση και αλλαγή. Παρ' ότι ο Παρμενίδης είχε δίκιο όταν έλεγε ότι κατά την «άποψη» του βέλους ο τοξότης είναι αυτός που απομακρύνεται, η επιστήμη σήμερα έχει δείξει ότι ο κόσμος μοιάζει περισσότερο με τον κόσμο του Ηράκλειτου: Ακόμη και αν ένα αντικείμενο μοιάζει εντελώς ακίνητο, εντούτοις διαγράφει μια τροχιά μέσα στο χωροχρόνο..

Άμεσες επιπτώσεις της εφαρμογής της θεωρίας είναι ότι τα φωτόνια έχουν βαρυτική μάζα, καθώς αποδεδειγμένα έχουν ορμή, άρα αδρανειακή μάζα. Η βαρυτική μάζα δεν είναι ταυτόσημη με τη μάζα ηρεμίας, δηλαδή τη νευτώνεια μάζα. Αυτό δεν σημαίνει ότι τα φωτόνια έχουν μάζα ηρεμίας (ένα ακίνητο φωτόνιο είναι φυσικό παράδοξο, δεν μπορεί να υπάρξει). Πάντως τα φωτόνια θα πρέπει να «έλκονται» από άλλα σώματα με μάζα και να «αισθάνονται» την εγγύτητα μάζας-τα βαρυτικά πεδία. Πρέπει επίσης να χάνουν ενέργεια όταν ξεφεύγουν από ένα βαρυτικό πεδίο και να χάνουν συχνότητα (αφού η ενέργεια ε ενός φωτονίου είναι ίση με τη συχνότητα του επί τη σταθερά Πλανκ [e=hv]). Επίσης με το ίδιο σκεπτικό προβλέπονται η ύπαρξη Μελανών Οπών και το φαινόμενο των βαρυτικών φακών.

Άλλο σημαντικό συμπέρασμα που προκύπτει από τη Γενική Θεωρία της Σχετικότητας είναι ότι ο χρόνος μέσα σε ένα βαρυτικό πεδίο περνά πιο αργά από ό,τι έξω από αυτό. Αυτό έχει μετρηθεί με ακριβέστατα ατομικά ρολόγια τοποθετημένα σε διαφορετικό ύψος από τη Γη, δηλαδή σε διαφορετικής έντασης βαρυτικό πεδίο, που έδειξαν ακριβώς την προβλεπόμενη διαφορά.

Ένας παραστατικός αλλά όχι μαθηματικά ακριβής τρόπος για να σχηματοποιήσουμε τη στρέβλωση του χωροχρόνου από τη μάζα είναι μέσα από μια τρισδιάστατη απεικόνιση. Ας φανταστούμε μια πολύ μεγάλη τεντωμένη ελαστική μεμβράνη που είναι επίπεδη. Αν ακουμπήσουμε πάνω της μια μεταλλική μπάλα, θα δούμε να βαθουλώνει η επιφάνεια από το βάρος της. Όσο πιο βαριά είναι η μπάλα τόσο μεγαλύτερο είναι το βαθούλωμα σε έκταση. Όσο πιο μαζικό είναι ένα αντικείμενο τόσο μακρύτερα εκτείνεται η βαρυτική του επίδραση, δηλαδή η στρέβλωση που προκαλεί στο χωροχρονικό συνεχές. Το βαθούλωμα στο σχήμα, και κατ' επέκταση τη στρέβλωση του χωροχρόνου, το ονομάζουμε πηγάδι βαρύτητας (βαρυτικό πηγάδι) του σώματος.

Όσο πιο βαθιά μέσα στο βαρυτικό βαθούλωμα βρίσκεται ένα αντικείμενο τόσο μεγαλύτερη ενέργεια χρειάζεται για να «βγει» από εκεί και να μεταφερθεί στο επίπεδο σημείο της μεμβράνης. Αυτό το μέτρο της βαρυτικής δυναμικής ενέργειας ανά μονάδα μάζας εκφράζει το βάθος του παραστατικού μας σχήματος και όχι την ένταση του βαρυτικού πεδίου, δηλαδή τη «δύναμη» της βαρύτητας. Για να βγει ένα σώμα από το βαρυτικό πηγάδι, πρέπει να έχει κινητική ενέργεια όση και η δυναμική του για να την ανταλλάξει. Η ταχύτητα που του δίνει αυτή την κινητική ενέργεια λέγεται «ταχύτητα διαφυγής» και εξαρτάται μόνο από τη μάζα που προκαλεί το βαρυτικό πεδίο και όχι από τη μάζα του σώματος που θέλουμε να διαφύγει. Επομένως, το βάθος του πηγαδιού δίνει επίσης και το μέτρο της ταχύτητας διαφυγής στο δεδομένο σημείο του χωροχρόνου.

Όσο μεγαλύτερη είναι η στρέβλωση του χωροχρονικού συνεχούς (το βαρυτικό πεδίο, όπως θέλετε πείτε το) τόσο πιο αργά περνά ο χρόνος γ' αυτό, καθώς το παρατηρεί κάποιος που βρίσκεται πιο ρηχά στο βαθούλωμα ή έξω από αυτό. 0 ρυθμός διαστολής του χρόνου είναι συνάρτηση της δυναμικής ενέργειας ανά μονάδα μάζας του ρολογιού και όχι της έντασης του βαρυτικού πεδίου. Στο κέντρο της Γης, παρ' ότι το βάρος ενός παρατηρητή είναι μηδέν, η διαστολή του χρόνου υφίσταται επειδή είναι συνάρτηση της βαρυτικής δυναμικής ενέργειας κσι όχι του βάρους. Στη γνωστή μας παραστατική απεικόνιση με το χωροχρονικό ιστό, το βάθος του πηγαδιού βαρύτητας μπορεί να παριστάνει τη χρονική αυτή διαστολή, με το χρόνο στο επίπεδο της ταχύτητας του φωτός να «παγώνει».

Ανάμεσα σε σώματα ίδιας μάζας, όσο πυκνότερο είναι ένα σώμα τόσο μεγαλύτερη είναι η βαρυτική δυναμική ενέργεια ανά μονάδα μάζας στην επιφάνεια του και -το ίδιο- τόσο μεγαλύτερη η ταχύτητα διαφυγής του από εκεί. Τι συμβαίνει όταν έχουμε μια τόσο πυκνή μάζα που η ταχύτητα διαφυγής από την επιφάνεια της γίνεται ίση με την ταχύτητα του φωτός; Επειδή τίποτε δεν μπορεί να τρέξει περισσότερο από το φως, ό,τι βρεθεί εκεί, ύλη, ενέργεια, πληροφορία, κάθε ύπαρξη σε αυτό το σύμπαν, δεν μπορεί να ξεφύγει ποτέ. Χάνονται τα ίχνη του και λέμε ότι έχουμε μια μαύρη τρύπα. Αυτό το δείχνουμε στη γνωστή παραστατική μας απεικόνιση με το να ορίσουμε ένα «βάθος» στο πηγάδι βαρύτητας που δημιουργούν τα σώματα (και που παριστάνει την ταχύτητα διαφυγής) ως ταχύτητα του φωτός. Όλες οι μάζες των σωμάτων είναι ίδιες αλλά διαφέρουν οι πυκνότητες τους. Όλα τα σώματα δημιουργούν βαρυτικά πηγάδια με στόμια ίσης διαμέτρου (μακριά από τις μάζες η δύναμη της βαρύτητας είναι ανεξάρτητη από την πυκνότητα τους). Όμως το πυκνότερο σώμα από κάποιο σημείο και μετά (τη διάμετρο του λιγότερο πυκνού) δημιουργεί πιο απότομα τοιχώματα πηγαδιού και μεγαλύτερο βάθος (στην επιφάνεια του έχει μεγαλύτερη ταχύτητα διαφυγής). Ένα πολύ πυκνό σώμα «σκίζει» το χωροχρονικό ιστό και περνά τον πάτο του πηγαδιού κάτω από την επιφάνεια που παριστάνει την ταχύτητα του φωτός. Οτιδήποτε μπει στο πηγάδι βαθύτερα χάνεται για πάντα (μαύρη τρύπα).

Σώματα ίδιας πυκνότητας δημιουργούν όμοια -αλλά όχι ίσα- βαρυτικά πηγάδια. Με άλλα λόγια, τόσο η διάμετρος του στομίου όσο και το βάθος είναι ανάλογα της μάζας τους, δηλαδή λόγω ίσης πυκνότητας ανάλογα και του όγκου τους (η πυκνότητα είναι το πηλίκο της μάζας διά τον όγκο ενός σώματος).

Από όλες τις δυνατές τροχιές που θα μπορούσε να ακολουθήσει μέσα σε ένα βαρυτικό πεδίο ένα σώμα σε ελεύθερη πτώση (πάνω στο οποίο δεν ασκείται δηλαδή κάποια εξωτερική δύναμη), θα ακολουθήσει την τροχιά εκείνη που θα προκαλέσει τη μικρότερη δυνατή χρονική διαστολή. Αυτή η τροχιά καλείται γεωδαιτική και είναι ο συντομότερος δυνατός δρόμος. Στην κλασική (νευτώνεια) αντίληψη γεωδαιτική είναι η ευθεία γραμμή.

Πηγαίνοντας ένα βήμα παραπέρα στην εξήγηση των εξισώσεων που βρήκε, ο Αϊνστάιν είπε ότι δεν υπάρχουν καν βαρυτικό πεδίο και βαρυτική δύναμη, δηλαδή μια μάζα δεν έλκει μια άλλη μάζα, αλλά η μάζα στρεβλώνει το χώρο και το χρόνο γύρω της και στη συνέχεια η στρέβλωση αυτή επιβάλλει στη μάζα τον τρόπο που θα κινηθεί. Λεπτές αποχρώσεις στη διατύπωση και στην εξήγηση των παρατηρούμενων φυσικών φαινομένων, δύσκολες στη σύλληψη τους από τις τρισδιάστατες αισθήσεις μας. Οι λεπτές αυτές διαφορές αποτελούν ακόμη και σήμερα πεδίο συζητήσεων και αντιπαραθέσεων. Όμως η συνεχής επιστημονική επαλήθευση των προβλέψεων της σχετικότητας δεν μας αφήνει -προς το παρόν τουλάχιστον- περιθώριο αμφισβητήσεων για την ορθότητα της, παρ' ότι οφείλουμε ανά πάσα στιγμή να δοκιμάζουμε και να αμφισβητούμε, όπως μας δίδαξε ο ίδιος ο Αϊνστάιν.

Ένας άλλος τρόπος να δούμε το σύμπαν

Είμαστε τρισδιάστατα όντα. Μπορούμε να κινηθούμε με τη θέληση μας σε τρεις διαστάσεις: πάνω κάτω, δεξιά αριστερά, μπρος πίσω. Αντίθετα, με το χρόνο δεν μπορούμε να κάνουμε τίποτε αυτοβούλως. Τον ακολουθούμε στη μονότονη ομοιόμορφη συνεχή του πορεία προς τα εμπρός. Αν δύο γεγονότα είναι ταυτόχρονα, είναι ταυτόχρονα για όλους. Τουλάχιστον μέχρι τη στιγμή που ο Αϊνστάιν μας είπε ότι ο χρόνος μπορεί να κυλάει διαφορετικά για διαφορετικούς ανθρώπους, αρκεί να κινείται ο ένας ως προς τον άλλο. Ή να βρίσκεται σε διαφορετικό πεδίο βαρύτητας.

Δύσκολα πράγματα να αντιληφθούμε με τις αισθήσεις, ειδικά έπειτα από μερικά δισεκατομμύρια χρόνια εξέλιξης σε ένα περιβάλλον, όπου σχεδόν τα πάντα που βλέπουμε γύρω μας βρίσκονται στο ίδιο βαρυτικό πεδίο και κινούνται με απελπιστικά χαμηλές σε σχέση με το φως ταχύτητες, αντιδρώντας ανάλογα.

Πριν από τη διατύπωση της Θεωρίας της Σχετικότητας θεωρούσαμε το χώρο μια αναλλοίωτη θεατρική σκηνή πάνω στην οποία εξελίσσονταν το σύμπαν, οι κινήσεις και οι αλληλεπιδράσεις των σωμάτων. Μια σκηνή με σκληρό πάτωμα που, ανεξάρτητα από το τι συνέβαινε πάνω της, δεν άλλαζε σχήμα. Και ο χρόνος το ίδιο άκαμπτος και ανεξάρτητος περνούσε με σταθερό ρυθμό για ηθοποιούς και θεατές.

Για τον Αϊνστάιν και τη σχετικότητα του, το πάτωμα της σκηνής είναι σαν γιγάντιο τραμπολίνο, μια μεγάλη οριζόντια τεντωμένη ελαστική μεμβράνη που κάθε ηθοποιός πάνω στη σκηνή με την παρουσία του και μόνο παραμορφώνει, πόσο μάλλον με τις πράξεις του. Η μεμβράνη βουλιάζει ανάλογα με το βάρος του ηθοποιού και, όταν αυτός κινείται, το βαθούλωμα τον ακολουθεί. Ένας άλλος ηθοποιός ή άλλο αντικείμενο, αν αφεθεί, θα κατρακυλήσει στη λακκούβα που δημιούργησε ένα άλλο αντικείμενο κ.ο.κ. Η δισδιάστατη μεμβράνη στρεβλώνεται στην τρίτη διάσταση και με τη στρέβλωση της επηρεάζει τα αντικείμενα πάνω της που τείνουν να κατρακυλούν στα βαθουλώματα της.

Μπορεί η Γη να γίνει μαύρη τρύπα;
Ναι αν συμπιεστεί σε διάμετρο 18 χιλιοστών (708.682.222 φορές)

Όμως, ο Αϊνστάιν υποστήριξε ότι ο χώρος και ο χρόνος είναι άρρηκτα δεμένοι σε ένα σύνολο. Είναι εύκολο να φανταστούμε την παραπάνω αναλογία του στρεβλωμένου χώρου, αλλά τι σημαίνει «στρεβλωμένος χρόνος»; Απλά ότι ο ρυθμός της ροής του αλλάζει ανάλογα με το πόσο στρεβλωμένη είναι η μεμβράνη, δηλαδή ο χώρος. Με άλλα λόγια, πόσο κοντά είναι στη μάζα που προκαλεί την παραμόρφωση και πόσο μεγάλη είναι αυτή η μάζα. Δηλαδή όσο πιο βαθιά στη λακκούβα πάει το ρολόι τόσο περισσότερο καθυστερεί σε σχέση με ένα άλλο όμοιο του στην επίπεδη επιφάνεια. Με όλα τα παραπάνω ο Αϊνστάιν είχε την ιδέα ότι η καμπυλότητα του χωροχρόνου είναι η βαρύτητα. Δεν βασίστηκε σε μεμβράνες, σκηνές και ρολόγια, αλλά σε μαθηματικά, με τη βοήθεια των οποίων παρατήρησε ότι η καμπυλότητα του χωροχρονικού συνεχούς έχει ακριβώς τα ίδια χαρακτηριστικά με τη βαρύτητα. Ούτως ή άλλως το παραπάνω παραστατικό παράδειγμα δεν έχει καμία σχέση με την πραγματικότητα και απλώς μας δίνει μια παραστατική διόραση για να φανταστούμε ποιοτικά το πράγματα.

Υπάρχουν παμφάγα διαστημικά τέρατα;

Υπάρχουν και μάλιστα έχουν πολύ κακούς τρόπους. Τα είχε προβλέψει η σχετικότητα πολύ πριν τα ανακαλύψουμε στον ουρανό. Μάλιστα, κρύβονται τόσο καλά που μόνο οπό το μακέλεμά τους μπορούμε να τα πάρουμε είδηση. Πρόκειται για τις μαύρες τρύπες, τόσο πυκνά αντικείμενα που η βαρύτητά τους καταπίνει τα πάντα και ούτε το φως δεν μπορεί να τους ξεφύγει αν περάσει αρκετά κοντά τους. Οι μαύρες τρύπες είναι τα απομεινάρια πολύ μεγάλων άστρων που -πέθαναν ένα τρομακτικό κληροδότημα τους στο υπόλοιπο σύμπαν.

Μετά την εξάντληση των πυρηνικών καυσίμων πολύ μεγάλων άστρων, δεν υπάρχει η δύναμη της ακτινοβολίας για να συγκρατήσει τη μεγάλη μάζα τους, η οποία υπό την ίδια της τη βαρύτητα καταρρέει στο κέντρο και γίνεται τόσο πυκνή, που στρεβλώνει τόσο πολύ το χωροχρονικό συνεχές που το «σκίζει». Οτιδήποτε σε αυτό το σύμπαν πλησιάσει μια μαύρη τρύπα περισσότερο από μια δεδομένη απόσταση (ανάλογη με τη μάζα της) πέφτει μέσα και δεν υπάρχει καμία ελπίδα να ξαναβγεί. Στη φωτογραφία αυτή του Χαμπλ φαίνεται μια τερατώδης μαύρη τρύπα που καταβροχθίζει τα πάντα γύρω της στο κοντινό μας γαλαξία ΝGC 4438 που απέχει 50 εκατομμύρια έτη φωτός από τη Γη. Οι κακοί της τρόποι δεν εξαντλούνται στη βουλιμία της, αλλά, συν τοις άλλοις, κάθε λίγο και λιγάκι εκτοξεύει τεράστιες φούσκες υπέρθερμων αερίων.

Καθώς καταβροχθίζει την ύλη γύρω της, δημιουργεί ένα δίσκο από κατακρημνιζόμενα αέρια και σκόνη. Κάποια ποσότητα από αυτά τα υλικά αποκτά τεράστιες ταχύτητες που τα εκτοξεύουν μακριά από την τρύπα σε αντίθετες κατευθύνσεις. Με τη σειρά τους οι πίδακες αυτοί συμπαρασύρουν άλλα αέρια και δημιουργούν τις υπέρθερμες αυτές φούσκες.

Ο Ουμανιστής

ΕΛΕΥΘΕΡΙΑ! Για τον Αϊνστάιν η ατομική ελευθερία ήταν ο ακρογωνιαίος λίθος της ηθικής. Ο ίδιος δεν ζήτησε από τη ζωή τίποτε περισσότερο από την ελευθερία να επιδιώξει την αλήθεια των φυσικών πραγμάτων μέσα από την επιστήμη. «Για να αισθανθεί κάποιος ολοκληρωμένος, πρέπει να του δοθεί η δυνατότητα να εξελίξει τα νοητικά και καλλιτεχνικά του τάλαντα ανάλογα με τα χαρακτηριστικά και τις ικανότητες του» έγραψε. Και πρόσθετε ότι η ολοκληρωμένη προς τα «έξω ελευθερία» περιλάμβανε τις κοινωνικές εκείνες συνθήκες ώστε η έκφραση της γνώμης του και τα πιστεύω του για γενικότερα ή συγκεκριμένα θέματα γνώσης να μην ενέχουν κινδύνους και να μην τον θέτουν σε μειονεκτική θέση. Πίστευε ότι αυτή η ελευθερία έκφρασης είναι αδιαπραγμάτευτη.

Ο Αϊνστάιν υπήρξε ενεργητικός υποστηρικτής της ατομικής ελευθερίας ως ακρογωνιαίου λίθου της ανθρωπότητας και ακτιβιστής εναντίον του χιτλερισμού. Ήταν υπέρ της ειρηνικής συνύπαρξης των Εβραίων με τους Άραβες και κατά του Ψυχρού Πολέμου και της ατομικής βόμβας.

Θαύμαζε τη διαφορετικότητα και τη θεωρούσε κεφάλαιο για κάθε κοινωνία. Ως παιδί είχε γνωρίσει μεγάλες διακρίσεις εις βάρος του, επειδή ήταν διαφορετικός από τα άλλα παιδιά της κοινωνίας στην οποία μεγάλωνε. Έγραψε ότι «δεν αρκεί απλά να ανεχόμαστε τη διαφορετικότητα των ατόμων και των ομάδων πρέπει ειλικρινά να την καλοδεχόμαστε και να την αντιμετωπίζουμε ως πηγή πλούτου της ύπαρξης μας. Χωρίς ανεκτικότητα σε αυτή την ευρύτερη έννοια της, δεν μπορούμε να μιλάμε για ηθική».

Το γράμμα του Αϊνστάιν στον Ρούζβελτ, με το οποίο τον προτρέπει να επιταχύνει την έρευνα για την κατασκευή της ατομικής βόμβας, φοβούμενος μήπως την κατασκευάσουν πρώτοι οι ναζί.

Αυτή η φιλοσοφία έγινε στάση ζωής για το μεγάλο επιστήμονα. Με το ξέσπασμα του Α' Παγκοσμίου Πόλεμου έδειξε ανοιχτά το ειρηνιστικό του πρόσωπο. Αυτός και τρεις άλλοι υπέγραψαν ένα αντιπολεμικό μανιφέστο, μόνοι απέναντι σε ενενήντα τρεις από τους κορυφαίους Γερμανούς διανοούμενους(μεταξύ των οποίων και ο Πλανκ) που υπέγραφαν μανιφέστα στα οποία υποστήριζαν τη γερμανική επιθετικότητα. Την εποχή εκείνη ο Αϊνστάιν ήταν Ελβετός υπήκοος και μπορούσε ανενόχλητος να ασχολείται με την επιστήμη του.

Όμως εκείνος ασχολιόταν και με τα παγκόσμια γεγονότα. «Η -ειρηνιστική- στάση μου δεν είναι προϊόν διανοητικής επεξεργασίας, αλλά βασίζεται στη βαθύτατη αντιπάθεια μου προς κάθε μορφής βαρβαρότητα και μίσος» έγραφε. Ο Αϊνστάιν πολέμησε ανοιχτά το ναζιστικό κίνημα. Πολλοί ναζί επιστήμονες είχαν αποκηρύξει τη Θεωρία της Σχετικότητας όχι στη βάση επιστημονικών λόγων αλλά με την γκεμπελική μέθοδο της ονομασίας της ως «ιουδαιοκομουνιστικής φυσικής». Ο αντισημιτισμός της εποχής έσπρωξε τον Αϊνστάιν στο να υποστηρίξει το σιωνισμό δημόσια, παρ' ότι πίστευε βαθιά στη διεθνή κοινωνία και όχι στις εθνικιστικές κοινωνίες. Ποτέ του όμως δεν εντάχθηκε στη ιουδαϊκή θρησκευτική κοινότητα. Σε κάθε περίπτωση όμως ο Αϊνστάιν υποστήριζε ανοιχτά τα δικαιώματα των Αράβων στη δημιουργία παλαιστινιακού κράτους και τη συνεργασία των δύο θρησκειών.

Πολλά πανεπιστήμια εκτός χιτλερικής κατοχής τον ήθελαν στις τάξεις τους, αλλά εκείνος επέλεξε το Πρίνσετον στη Νέα Υερσέη. Έφτασε εκεί το 1933 και το 1940 έγινε Αμερικανός υπήκοος. Γνωστή είναι η δήλωση του για την επιλογή του το 1933: «Όσο μπορώ να επιλέγω, θα μένω σε μια χώρα όπου η πολιτική ελευθερία, η ανοχή και η ισότητα όλων των πολιτών της μπροστά στο Νόμο είναι ο κανόνας». Συνέχισε όμως μετά τον πόλεμο να μένει στην Αμερική του μακαθρισμού και της μισαλλοδοξίας, έστω και διωκόμενος.

Τη δεκαετία του '30 οι επιστήμονες επιβεβαίωσαν και πειραματικά την ισοδυναμία ύλης και ενέργειας μέσω του γνωστού τύπου E=mc² και έθεσαν τα θεμέλια της κατασκευής της ατομικής βόμβας. Ο Αϊνστάιν εργαζόταν με την αφηρημένη σκέψη και τα μαθηματικά και ελάχιστα μπορούσε να συνεισφέρει στις εργασίες αυτές. Οι άλλοι επιστήμονες δεν είχαν ανάγκη τις θεωρίες του για να φτιάξουν το υπερόπλο. Τον άφησαν έξω από το χορό και εκείνος ήταν ευχαριστημένος. Όμως τον Αύγουστο του 1939 οι πυρηνικοί φυσικοί τον πλησίασαν και ζήτησαν την πολιτική του βοήθεια. Μόλις είχαν συνειδητοποιήσει ότι μπορούσαν να φτιάξουν ένα πρακτικό όπλο μαζικής καταστροφής. Είχαν κάθε λόγο να πιστεύουν ότι ο Χίτλερ βρισκόταν επίσης κοντά σε κάτι τέτοιο. Υπό το φάσμα της επικράτησης του ναζισμού, ο Αϊνστάιν είχε εγκαταλείψει την αυστηρά ειρηνιστική του στάση. Υπέγραψε λοιπόν μαζί τους ένα γράμμα που προοριζόταν για τον Ρούσβελτ και τον προέτρεψε να λάβει μέτρα. Αυτό και ένα άλλο γράμμα που υπέγραψε ένα χρόνο μετά προετοίμασαν την αμερικανική κυβέρνηση να εμπλακεί στην κατασκευή ατομικών όπλων. Πέρα από αυτές τις δύο υπογραφές, ο Αϊνστάιν δεν συμμετείχε με κανέναν άλλο τρόπο στην κατασκευή της ατομικής βόμβας.

«Δεν αρκεί απλά να ανεχόμαστε τη διαφορετικότητα των ατόμων και των ομάδων, πρέπει ειλικρινά να την καλοδεχόμαστε και να την αντιμετωπίζουμε ως πηγή πλούτου της ύπαρξης μας. Χωρίς ανεκτικότητα σε αυτή την ευρύτερη έννοια της, δεν μπορούμε να μιλάμε για ηθική» έλεγε ο Αϊνστάιν.

Μετά τα δύο πυρηνικά ολοκαυτώματα, στη Χιροσίμα και στο Ναγκασάκι, ο Αϊνστάιν έγινε πρόεδρος της Έκτακτης Επιτροπής Πυρηνικών Επιστημόνων που είχε σκοπό το διεθνή έλεγχο και την ειρηνική χρήση της πυρηνικής ενέργειας. Έλαβε ενεργό μέρος στις διεθνείς εκστρατείες για τον πυρηνικό αφοπλισμό και είχε μεγάλη επιρροή. Επίσης, αντιτάχθηκε στον επανοπλισμό της Γερμανίας, υπερασπίστηκε τους αντιρρησίες συνείδησης για τη στρατιωτική θητεία και αντιτάχθηκε στην ψυχροπολεμική τακτική. Ήταν υποστηρικτής της διεθνούς νομιμότητας μέσα από την εφαρμογή ισχυρού διεθνή νόμου υπό τα Ηνωμένα Έθνη. Φυσικά μπήκε στο στόχαστρο του μακαθρισμού, επιλέγοντας τη σιωπή ως μόνο όπλο κατά της συκοφάντησής του.

Το 1952 του προτάθηκε η θέση του προέδρου του Ισραήλ, την οποία αρνήθηκε. Το 1955 τάχθηκε στο πλευρό του Μπέρτραντ Ράσελ για να πείσει τους επιστήμονες να ηγηθούν προσπάθειας για τον πυρηνικό αφοπλισμό.

Ο άνθρωπος

Η ΠΡΟΣΩΠΙΚΗ ΖΩΗ του Αϊνστάιν δεν ήταν σπαρμένη με ρόδα. Γεννήθηκε το 1879 από την Πολίν Αϊνστάιν, σύζυγο του Χέρμπερτ Αϊνστάιν, στην Ουλμ της Γερμανίας. Οι γονείς του ήταν εβραϊκής καταγωγής. Από μικρός ο Αϊνστάιν ήταν περίεργο παιδί. Απαντούσε πάντα με καθυστέρηση, γεγονός που ανησύχησε τους γονείς του μήπως είχε διανοητικό πρόβλημα. Σε ηλικία 10 ετών αποφάσισε ότι το σχολείο δεν του πρόσφερε τίποτε και μπήκε σε ένα πρόγραμμα αυτοεπιμόρφωσης στο σπίτι, όπου διάβασε όσο περισσότερα μπορούσε για τις επιστήμες και τη φιλοσοφία.

Ο Αϊνστάιν προσπάθησε να προσπεράσει το λύκειο και έδωσε εξετάσεις για να μπει σε ένα κορυφαίο ελβετικό τεχνολογικό πανεπιστήμιο, αλλά απέτυχε {κατά πάσα πιθανότητα στο μάθημα των τεχνών). Τελείωσε το λύκειο στην πόλη Ααράου της Ελβετίας με καλούς βαθμούς (σε αντίθεση με ό,τι λέγεται, ο Αϊνστάιν ήταν καλός μαθητής και θα έπαιρνε άριστα παντού, αν δεν ήταν αντιεξουσιαστικός τύπος). Στα 17 του γράφτηκε στο Πολυτεχνείο της Ζυρίχης.

Στο δεύτερο έτος ερωτεύτηκε τη μοναδική του συμφοιτήτρια, τη Μιλέβα Μάριτς από την Ουγγαρία. Στη στροφή του 20ού αιώνα αποφοίτησε από το πανεπιστήμιο, αλλά λόγω της φιλελεύθερης στάσης του απέναντι στην καθηγητική εξουσία οι καθηγητές δεν τον συμπαθούσαν και έτσι δεν βρήκε δουλειά στον ακαδημαϊκό χώρο. Τον επόμενο χρόνο έγινε Ελβετός υπήκοος και αποκήρυξε τη γερμανική του υπηκοότητα. Η Μιλέβα ήταν έγκυος, αλλά ο Αϊνστάιν δεν την παντρεύτηκε. Ο Αϊνστάιν έβρισκε προσωρινές εργασίες ως ιδιωτικός δάσκαλος. Η Μιλέβα πήγε στο πατρικό της σπίτι στην Ουγγαρία για να γεννήσει. Ο Αϊνστάιν μετακόμισε στη Βέρνη. Τον Ιανουάριο του επόμενου έτους η Μιλέβα γέννησε την κόρη τους Λιέσερλ, την οποία τελικά έδωσαν για υιοθεσία και χάθηκε κάθε ίχνος της. Ο Αϊνστάιν βρήκε δουλειά στο Γραφείο Ευρεσιτεχνιών της ελβετικής πόλης. Την ίδια χρονιά πέθανε ο πατέρας του.

Το 1903 παντρεύτηκε τη Μιλέβα, που ένα χρόνο μετά γέννησε τον πρώτο τους γιο, τον Χανς Άλμπερτ. Ανάμεσα στα προβλήματα της νέας του οικογένειας, στον ελεύθερο χρόνο του, ο Αϊνστάιν παρήγαγε και παρουσίαζε το ερευνητικό του έργο κατά τη διάρκεια του 1905. Το 1910 γεννήθηκε ο δεύτερος γιος του, ο Έντουαρντ, και δύο χρόνια μετά ο Αϊνστάιν πήρε την πολυπόθητη θέση καθηγητή στην Έδρα Θεωρητικής Φυσικής στο Πανεπιστήμιο της Ζυρίχης. Παραμελούσε όλο και περισσότερο την οικογένεια του βυθισμένος στο επιστημονικό του έργο, με αποτέλεσμα το 1914 να ξεκινήσουν οι διαδικασίες για την έκδοση του διαζυγίου.

Το 1915 τελείωσε τη Γενική Θεωρία της Σχετικότητας. Δυο χρόνια μετά αρρώστησε πολύ βαριά. Την περιποίηση του ανέλαβε η ξαδέρφη του Έλσα, την οποία ερωτεύτηκε και το 1919 την παντρεύτηκε. Το 1922 βραβεύτηκε με το Νόμπελ φυσικής, όχι για τη Σχετικότητα αλλά για την εξήγηση του φωτοηλεκτρικού φαινόμενου το 1905.

Ο Αϊνστάιν έζησε μια αρκετά πολυτάραχη ζωή, που σημαδεύτηκε από το ρατσισμό αλλά και τις ιδιαιτερότητες του χαρακτήρα του.

Το 1933, για να ξεφύγει από τη ναζιστική Γερμανία, πήγε στις Ηνωμένες Πολιτείες Αμερικής και εργάστηκε ως καθηγητής στο Πρίνσετον της Νέας Υόρκης. Το 1936 πέθανε η σύζυγος του, Έλσα. Το 1940 έγινε Αμερικανός υπήκοος, διατηρώντας παράλληλα και την ελβετική του υπηκοότητα.

Πέθανε στις 18 Απριλίου του 1955.

Πηγή: www.Live-pedia.gr