6 Razões para agradecer a Einstein

No dia de Ação de Graças, em 1915, um físico de 36 anos chamado Albert Einstein submeteu um documento aos Procedimentos da Academia Prussiana de Ciências em Berlim. Esse artigo – intitulado “Die Feldgleichungen der Gravitation”, ou “As equações de campo da Gravidade” – foi um sucesso científico, revelando equações que governam o universo.

Einstein estava na Alemanha no momento, então o feriado dos EUA de Ação de graças talvez não estivesse no topo de sua mente. (Além disso, ele provavelmente estava um pouco distraído revolucionando a física e a astronomia moderna). No entanto, mesmo que Einstein não pensasse em Ação de graças naquele fatídico dia de novembro, foi um dos muitos momentos de sua vida que inspiraria gratidão para pessoas ao redor da mundo, mesmo um século depois.

Físicos e astrônomos são compreensivelmente agradecidos pelo trabalho de Einstein, assim como muitos outros cientistas cujas carreiras dependem de suas equações que mudam o jogo. Mas Einstein não é apenas um herói esotérico para estudiosos – ele é um dos cientistas mais famosos de todos os tempos, servindo como um ícone global e sinônimo de engenho em si.

A hipérbole é comum ao descrever o impacto de figuras históricas, ainda no caso de Einstein, os superlativos geralmente são aptos. Ele realmente era um gênio raro que transformou nossa compreensão do espaço, do tempo e da gravidade, e suas descobertas realmente permitiram uma ampla gama de tecnologia moderna. Ele também deixou um rico legado cultural, provando o poder dos devaneios e do pensamento independente, entre outras coisas.

Então, no espírito sazonal de gratidão – ou apenas porque a gratidão é boa para você em qualquer época do ano – aqui estão alguns breves motivos para apreciar Einstein:

1 Navegação por satélite

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Esse artigo de 1915 delineou a teoria geral da relatividade de Einstein – “uma das realizações elevadas da física do século XX”, escreve o astrofísico Pedro Ferreira da Universidade de Oxford, porque revelou que a gravidade é uma curvatura do espaço-tempo causada pela matéria. Isso foi construído sobre a teoria especial da relatividade de Einstein, e os dois coletivamente formam uma explicação abrangente sobre o funcionamento do universo.

Não só a relatividade de Einstein é fascinante, mas também teve implicações importantes para os cientistas, como astrônomos que planejam missões espaciais, medem a massa de estrelas ou estudam ondas gravitacionais. E, embora possa parecer bastante abstrato e arcano para o resto de nós, a relatividade afeta a vida quotidiana mais do que tendemos a perceber.

É um grande negócio para os sistemas de navegação por satélite, por exemplo, como o US Global Positioning System (GPS).Isso ocorre porque GPS e unidades similares identificam sua localização na Terra comunicando-se com uma série de satélites, que estão se movendo através da órbita terrestre média em cerca de 14,000 km / h. Uma vez que é mais rápido do que a nossa velocidade no chão, a relatividade especial nos diz que os satélites terão uma passagem mais lenta do que nós. Conhecida como dilatação do tempo , isso deve fazer com que os relógios dos satélites atrasem cerca de 7 microssegundos por dia em relação aos relógios terrestres.

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Por outro lado, a relatividade geral prevê que o tempo parecerá abrandar perto de objetos maciços como a Terra, devido ao aumento da curvatura do espaço-tempo. E porque os satélites GPS estão localizados a cerca de 20.000 quilômetro acima da superfície do planeta – onde o espaço-tempo é menos curvo – isso efetivamente acelera seus relógios. Como o astrônomo da Universidade Estadual de Ohio Richard Pogge explica , a combinação desses dois efeitos relativistas significa que um relógio atômico em um satélite GPS deve superar um relógio idêntico na Terra em cerca de 38 microssegundos por dia.

Isso pode não soar demais, mas se os sistemas de navegação por satélite não contasse com esse efeito, os erros globais de posicionamento se acumulariam a uma taxa de aproximadamente 10 km por dia. Felizmente, as teorias da relatividade de Einstein predisseram esse problema potencial, então nossos sistemas satnav são projetados para compensá-lo.

2 Moléculas e ações de investimento

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1905 foi um grande ano para Einstein, que completou seu Ph.D.tese, publicou sua teoria da relatividade e descreveu como a luz existe em pacotes de energia, uma idéia que eventualmente lhe ganhou um Prêmio Nobel. Ele também realizou feitos menos famosos, como a explicação de um fenômeno chamado “movimento browniano”.

Descrito em 1820 pelo botânico Robert Brown, o movimento browniano é o movimento nervoso de pequenas partículas observáveis ​​suspensas em um fluido. Este efeito há muito desafiou a explicação, mas em 1905, Einstein usou as estatísticas para fornecer uma resposta. As moléculas em um líquido devem sofrer pequenas flutuações, argumentou ele, em que moléculas aleatórias se desviam ocasionalmente de seu comportamento médio.Um conjunto de moléculas em um líquido se movia brevemente na mesma direção, fazendo com que uma partícula maior e observável no líquido se movesse ligeiramente com eles. Outro grupo de moléculas então empurraria em uma direção diferente, resultando em um zig-zag.

Einstein calculou mesmo a distância horizontal média que uma partícula se movia dentro de um líquido em uma determinada quantidade de tempo. Além de explicar o movimento browniano, isso ofereceu um plano para finalmente verificar a existência de moléculas. E isso é o que o cientista francês Jean Perrin fez em 1908, com base na estimativa de Einstein em pesquisa que mais tarde ganhou Perrin no Prêmio Nobel. Mas, além de derrubar as moléculas, o trabalho de Einstein também ajudou a estabelecer o papel da probabilidade na física – “um momento decisivo na filosofia da ciência”, de acordo com a física Cormac O’Raifeartaigh.

“Hoje, a noção de Einstein de flutuações estatísticas encontrou aplicação em todas as ciências”, escreve O’Raifeartaigh , palestrante no Waterford Institute of Technology na Irlanda.“Do estudo das membranas celulares à nossa visão da evolução, desde a análise dos sistemas meteorológicos até o estudo do mercado de ações, sustenta a nossa compreensão de todos os sistemas complexos”.

3 Celulares e células solares

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Quando Einstein ganhou o Prêmio Nobel de Física, o prêmio foi homenageado “seus serviços à física teórica, e especialmente pela descoberta da lei do efeito fotoelétrico”. Isso se refere a um fenômeno em que a luz, quando brilhante com energia suficiente em certos materiais, desencadeia a emissão de elétrons. Os cientistas sabiam sobre o efeito fotoelétrico durante anos, mas, como a astrofísica Sabrina Stierwalt escreve , não poderia ser explicada sob o conceito tradicional de luz como onda.

Poderia ser explicado, no entanto, pensando na luz como um fluxo de partículas, ou “quanta”. Isso é o que Einstein fez em 1905, mostrando que esses quanta de luz – agora chamados de fótons – poderiam transferir energia suficiente para uma superfície metálica para produzir o efeito fotoelétrico anteriormente inexplicado. Este princípio é fundamental para as células solares, mas também é importante para uma gama extremamente ampla de eletrônicos modernos.

Como a NBC News notou em 2005 para o 100º aniversário desse marco, “a identificação de fótons de Einstein baseia o desenvolvimento de muitas das invenções eletrônicas avançadas do século 20. Foi a afirmação do efeito quântico, sem o qual não teríamos celular telefones ou detectores de fumaça ou alarmes anti-roubo ou as portas que se abrem automaticamente no supermercado ou no elevador “.

4 Lasers

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Em um artigo de 1917, Einstein preparou o caminho para o lasers, introduzindo a possibilidade de um processo chamado emissão estimulada.“Uma luz esplêndida surgiu sobre mim sobre a absorção e emissão de radiação”, ele escreveu em uma carta a um amigo meses antes.

Quando um átomo está em um estado “excitado”, o que significa que ele tem energia maior do que o seu estado fundamental, ele pode cair espontaneamente para um nível de energia mais baixo, liberando fótons em um processo conhecido como emissão espontânea. Como Einstein argumentou, esse processo também pode ser estimulado pelos fótons recebidos, que fazem com que os fótons emitidos viajem na mesma direção que a luz entrante (ao invés de aleatoriamente), efetivamente ampliando a radiação de entrada para criar um feixe estreito e focado de luz coerente.

Décadas depois, o processo de emissão estimulada de Einstein permitiu que outros cientistas desenvolvessem o primeiro laser (um nome que se originou como um acrônimo para “Amplificação de Luz por Emissão Estimulada de Radiação”). Einstein pode não ter inventado o laser, mas forneceu bases cruciais para a tecnologia que agora é usada de diversas maneiras, desde ciência, medicina e telecomunicações até eletrônicos de consumo.

5 Sonhar acordado

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O segredo por trás de muitos dos avanços científicos de Einstein foi o seu estranho talento para sonhar acordado. Isso realmente o colocou em problemas na escola quando criança, embora ele tenha se matriculado em uma escola de aldeia suíça que incentivasse a imaginação visual dos estudantes. Foi aí que ele tentou imaginar-se viajando rápido o suficiente para alcançar um feixe de luz, um sonho que eventualmente o levou a desenvolver sua teoria da relatividade especial transformadora. Sua teoria geral da relatividade, que chegou uma década depois, também cresceu a partir da semente de um devaneio sobre uma pessoa em queda livre.

Ele chamou isso de “o pensamento mais feliz da minha vida”, observa o biógrafo Walter Isaacson.“Einstein apreciou o que ele chamou de Gedankenexperimente, ideias que foram criadas na imaginação e não em um laboratório”, escreveu Isaacson em 2015. “Como esses experimentos de pensamento nos lembram, a criatividade é baseada na imaginação. Se esperamos inspirar as crianças a amar ciência, precisamos fazer mais do que exercitá-las em fórmulas matemáticas e memorizadas. Também devemos estimular os olhos de suas mentes. Deixá-las sonhar acordadas “.

A pesquisa já validou a abordagem de Einstein, mostrando que sonhar acordado pode oferecer uma riqueza de benefícios , como melhorar o desempenho mental em tarefas complexas, aumentar a criatividade, encorajar epifanias, reduzir o estresse e fortalecer a memória. Essa é uma grande razão pela qual ele se tornou um modelo tão importante, não apenas para aspirantes a físicos, mas para quase qualquer um que possa apreciar o poder de uma ideia. Einstein provou que a sabedoria convencional nem sempre é tão sábia quanto parece, e que um devaneio não é necessariamente um vôo indulgente de fantasia.

Como o próprio Einstein disse uma vez: “A imaginação é mais importante do que o conhecimento”.

6 Irrisório e admirável

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Einstein viveu em um momento crucial para a ciência, e além de suas muitas descobertas, ele ajudou as pessoas a reimaginar como um “gênio” parece e age. Ele era um novo tipo de cientista de celebridades, e seu irreverente estilo e desagrado pela conformidade veio a ser simbolizado por seus famosos cabelos selvagens, como o filósofo Steven Gimbel escreveu em 2015.

“Por um lado, Einstein é o próprio ícone do gênio, alguém cuja inteligência inata o fez radicalmente diferente das massas. Mas, ao permitir que seu cabelo se tornasse o espetáculo, ele se tornou um símbolo que dizia que pessoas especiais podem vir de qualquer lugar, pode parecer qualquer um “, escreveu Gimbel.“Einstein, com seus cabelos selvagens, sinalizou que o avanço humano não vem da conformidade que as autoridades exigem, mas da diferença”.

Einstein não só ajudou a restaurar a fé pública no poder da razão e do intelecto, mas ele mostrou que cientistas brilhantes não precisam ser pesados , seja em termos de estilo ou substância.“É importante que o bem comum promova a individualidade: somente o indivíduo pode produzir as novas ideias que a comunidade precisa para sua melhoria e requisitos contínuos”, disse Einstein em um jantar em 1952.

Claro, a maior parte do legado de Einstein vem dos seus avanços em física, que permitiram ou melhoraram uma ampla gama de tecnologias modernas.Há mais razões para agradecer a Einstein do que as listadas aqui, mas um dos seus maiores dons para a sociedade é a maneira como ele nos inspirou a abraçar curiosidade e admiração.

“A coisa mais justa que podemos experimentar é a misteriosa”, escreveu Einstein em ” The World As I See It ” em 1949. “É a emoção fundamental que é o berço da arte verdadeira e da verdadeira ciência. Quem não sabe e não pode mais se perguntar, não sentir mais espanto, é tão bom como morto, uma vela apagada “.

Fonte: MotherNatureNetwork

 

 



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