Albert Einstein
Natuurkundige die in een jaar de wetenschappelijke wereld op zijn kop zette.
Albert Einstein is waarschijnlijk de bekendste natuurkundige ter wereld. Hij werd geboren in 1879 in het Duitse plaatsje Ulm. Als zesjarig jongetje kreeg hij een kompas en was sprakeloos door de werking van de onzichtbare magnetische kracht. Hier begon zijn fascinatie voor natuurkunde.
Hoewel hij op school al steengoed was in de exacte vakken, waren vakken met meer taal, zoals Frans en geschiedenis, lastig voor Einstein. Sommigen denken dat Einstein misschien wel dyslexie had. Toch lukt het hem om de middelbare school af te maken en te gaan studeren aan de Universiteit van Zürich in Zwitserland. Toen hij in 1901 afstudeerde, ging hij hard op zoek naar een baan in de wetenschap. Hij solliciteerde zelfs aan de Universiteit van Leiden maar werd nergens aangenomen. Uiteindelijk kreeg hij een baantje in Bern bij een patentbureau.
De veertienjarige Albert Einstein (1893)
Albert Einstein in Bern (Lucien Chavan, 1904)
Het verhaal gaat dat dit baantje zo ontzettend saai was, dat Einstein ging nadenken over alle mogelijkheden die de natuurkunde bood. Dit noemde hij zelf gedachte-experimenten. Alles wat hij bedacht in deze gedachte-experimenten, schreef hij op. Dit leidde in 1905 tot het wonderjaar van Albert Einstein. Hij schreef vier artikelen die de wetenschap voorgoed zouden veranderen.
Elke ontdekking is best ingewikkeld en er zijn gigantisch veel boeken over geschreven, maar hier volgt een kleine opsomming:
- De Brownse beweging. Moleculen waren in die tijd nog onzichtbaar. Einstein laat zien dat heel kleine stuifmeelkorrels door botsingen met moleculen continu bewegen. Hierin bevestigt Einstein het bestaan van atomen en moleculen.
- Het foto-elektrisch effect. Einstein zijn theorie was dat als je licht met genoeg energie op een metaal laat schijnen, er deeltjes genaamd elektronen loskomen uit het metaal. Als deze elektronen worden opgenomen door een draadje, kan dit energie opwekken. Het belangrijkste voorbeeld in deze tijd is het zonnepaneel waarmee elektriciteit wordt opgewekt. Zonder Einstein was dit niet mogelijk geweest.
- De speciale relativiteitstheorie. Deze theorie gaat over hoe tijd, ruimte en beweging met elkaar te maken hebben. Einstein bedacht dat hoe sneller je gaat, hoe langzamer jouw tijd gaat ten opzichte van anderen. Dit is een beetje vreemd, maar het is echt zo! Een bekend voorbeeld om dit uit te leggen is de tweelingparadox. Stel, er is een tweeling. Een van de twee is een astronaut en gaat in een raket een jaar lang op lichtsnelheid reizen. Als ze terugkomt op aarde, is de astronaut een jaar ouder maar haar tweelingzus is 50 jaar ouder. Dat komt doordat de tijd van de astronaut veel langzamer ging, dan de tijd van haar tweelingzus. De astronaut merkt daar overigens niets van. Voor haar loopt de tijd als gewoonlijk.
De speciale relativiteitstheorie is iets om hoofdpijn van te krijgen, maar van onschatbare waarde voor wetenschappers om te begrijpen hoe het universum werkt.
- E=mc2. Deze formule is waarschijnlijk de bekendste van allemaal. Kort en heel simpel gezegd betekent dit dat energie (E), massa (m) en de snelheid van het licht (c) allemaal met elkaar te maken hebben. In alle vormen van massa zit energie. Het betekent dat als je een kleine hoeveelheid massa hebt, je daar enorm veel energie uit kunt halen. Zo kunnen wetenschappers bijvoorbeeld energie uit atomen halen door ze te splitsen, wat enorm veel energie oplevert. Dit gebeurt onder andere bij atoombommen en kernenergie. Uit 1 kilogram uranium kan je genoeg energie halen om meer dan 5000 gezinnen een jaar lang elektriciteit te geven.
Einstein aan de Universiteit van Berlijn. (1920)
Einstein toen hij de Nobelprijs won. (A.B. Lagrelius & Westphal, Stockholm, 1921)
Einstein komt aan in Amerika
Na dit jaar ging het erg snel met Einstein als wetenschapper. Hij werd hoogleraar op achtereenvolgens de universiteiten van Zürich, Praag en Berlijn, publiceerde in 1915 zijn algemene relativiteitstheorie en in 1921 won Einstein de Nobelprijs voor de natuurkunde voor zijn werk over het foto-elektrisch effect. Maar toen in 1933 Adolf Hitler aan de macht kwam, moest hij vluchten naar Amerika. Hij was namelijk Joods en dus niet veilig voor Nazi-Duitsland en Hitler. Daar begon hij te werken aan het “Institute for Advanced Study” in Princeton.
Einstein was zich er bewust van dat met zijn formule E=mc2 verschrikkelijke wapens gemaakt konden worden, waaronder de atoombom. Hij waarschuwde de Amerikaanse President Roosevelt in 1939 dat de Duitsers inmiddels waren begonnen aan de ontwikkeling van de atoombom. De president aarzelde niet en gaf meteen de opdracht om ook een atoombom te ontwikkelen. Veel mensen denken dat Einstein hier ook aan heeft meegewerkt, maar dit is niet waar. Einstein was namelijk een pacifist. Iemand die fel tegen elke vorm van oorlogsvoering is.
Bekendste foto van Einstein. (Arthur Sasse, 14 maart 1953)
Wereldberoemde foto tijdens een conferentie over quantum mechanica. Op deze foto staan wel 17 (!) Nobelprijs winnaars. Vooraan zie je Marie Curie, de Nederlandse Nobelprijs winnaar Hendrik Lorentz en Albert Einstein naast elkaar zitten. (Benjamin Couprie, 1927)
Einstein bleef tot zijn dood in 1955 werken in Princeton. Einstein deed tientallen ontdekkingen die de wetenschap veranderden. Hij wordt dan ook door velen gezien als de beste natuurkundige ooit. Einstein zelf vond Isaac Newton veel beter, want die bedacht niet alleen theorieën, hij deed al zijn experimenten ook zelf, iets wat Einstein niet deed.
Om dit verhaal af te sluiten:
Wist je dat Einstein zijn hersenen zijn bewaard voor wetenschappelijk onderzoek? Jarenlang is er niets bijzonders gevonden aan zijn hersenen. Totdat in 1999 een team ontdekte dat een deel van de hersenen 15 procent groter was. Dit deel werd gebruikt voor wiskundig- en ruimtelijk inzicht, iets waar Einstein in uitblonk. Dit onderzoek is nooit helemaal bevestigd, maar het is wel een leuk weetje voor aan de keukentafel!
Waar?
Einstein werkte aan het Institute for Advanced Study in Princeton.
Meer weten?
Een van de beste collega's van Einstein was de Nederlandse Hendrik Lorentz. Maar wie is dat?