2010-2011

Ecco la mia ricerca su Albert Einstein !!!

Albert Einstein
“ Il sognatore della realtà “
Premesse
Negli anni gloriosi della Fisica, quando c’erano ricercatori come Max Planck (teoria dei quanti ) , Ernest Rutherford ( teoria orbitale) , Niels Bohr( struttura atomica , teoria quantistica)  e molti altri , Albert Einstein merita una posizione di primo piano nel mondo della scienza. Fu un uomo geniale che con le sue rivoluzionarie teorie, creò le basi per nuove scoperte scientifiche . Secondo quanto rivelò la sua fidata segretaria Helen Dukas fu una persona dotata di semplicità , modestia e profonda umanità. La sua potenza creativa nell’ambito della scienza può esser paragonata senza dubbio all’impegno di Isaac Newton, Galileo Galilei e Niccolò Copernico.
Biografia
Albert Einstein nacque il 14 Marzo 1879 a Ulm in Germania da famiglia ebrea tedesca di media borghesia . Il padre era proprietario di una piccola officina elettromeccanica . La madre era una musicista ma curava con dedizione la famiglia . L’influenza dei genitori sul carattere di Albert fu assai rilevante; dal padre prese il senso dell’ottimismo così che   gli affanni della vita quotidiana non  rappresentarono mai per Albert un ostacolo. Dalla madre ereditò una grande sensibilità mentale e un grande amore  per la musica che mai abbandonerà per tutta la vita . Il suo percorso scolastico non fu superiore alla media e sebbene la sua famiglia fu alquanto irreligiosa, Albert nutrì interesse per la conoscenza della religione . Tuttavia non accettò mai i contenuti della Bibbia ritenendo che il vero senso religioso era dato dalla ricerca continua nel decifrare le leggi della natura . Il suo interesse per le materie scientifiche fu spiccato fin da bambino , ma ciò che Albert non sopportava era il sistema educativo tedesco , considerandolo troppo oppressivo , lontano da qualsiasi spiraglio per l’immaginazione. Questo disagio lo porterà negli anni successivi  ad abbandonare la Germania .Nel 1894 la famiglia Einstein si trasferì per motivi economici in Italia, prima a Pavia e poi a Milano . Ancora oggi le “Officine Einstein – Garrone” fondate dal padre , sono rimaste come archeologia industriale nel pavese. Albert considerava il popolo italiano ricco di umanità, dotato di fantasia artistica , contrariamente ai suoi concittadini, ritenuti insopportabili. Quando la famiglia ritornò in Germania , Albert preferì continuare i suoi studi al Politecnico di Zurigo ( Svizzera) . Qui l’esame di ammissione non andò bene perché Albert non eccelleva nelle materie letterarie ; tuttavia il direttore del Politecnico rimase impressionato dalle sue capacità matematiche e  lo esortò a non rinunciare alle speranze. La  sua formazione trovò sbocco nella scuola di Aaraw  dove gli insegnanti svizzeri erano decisamente più disponibili a lasciare che Albert sviluppasse le proprie capacità intellettive . Un episodio alquanto significativo che spiega la sua enorme curiosità verso la natura, fu durante una gita scolastica dove rischiò di cadere in un precipizio per essersi interessato a una stella alpina contando i petali e relazionandoli alla successione di Fibonacci ( che dice che ogni numero è la somma dei due precedenti). Dopo essere stato ammesso finalmente al Politecnico di Zurigo conseguì la laurea in Matematica e Fisica nel 1900 e la nomina d’insegnante specializzato. Il lavoro all’interno del laboratorio del Politecnico lo soddisfece più che  insegnare formule; ai suoi studenti amava ripetere “ la verità è ciò che resiste alla prova dell’esperienza”. Una volta ottenuta la cittadinanza svizzera , la mantenne per tutta la vita . Nel 1903 sposò Mileva Maric , sua compagna negli studi da cui ebbe due figli, Hans Albert che seguì le orme del padre laureandosi in ingegneria  ed Edward purtroppo malato di mente . Probabilmente ebbe prima di questi,  una figlia di nome Liserl ma fu tenuta segreta e morì piccola . A Berna , Albert portò avanti le precarie condizioni economiche impartendo lezioni private. Fortunatamente trovò un impiego all’ Ufficio Brevetti di Berna , grazie ad un amico . Qui passò uno dei periodi più felici della sua vita . Albert considerava Berna una città tipica medievale calma e tranquilla capace di stimolare la mente a  creare. Qui iniziò a pubblicare i primi articoli sulla  termodinamica e sulla meccanica quantistica fino ad arrivare alla legge sull’effetto fotoelettrico ,all’ elettrodinamica dei corpi in movimento e alla straordinaria teoria della relatività . La sua carriera fu in continua ascesa e nel 1909 ottenne la prima laurea “ Honoris Causa” dall’Università di Ginevra . Nel 1921 ottenne il premio Nobel per il suo lavoro per l’effetto fotoelettrico . Ma se dal punto di vista della carriera tutto procedeva nel migliore dei  modi non altrettanto succedeva nella vita privata . La moglie Mileva appassionata anch’ella della matematica spesso trascurava le comuni faccende domestiche e inoltre soffriva spesso di depressione . Nel 1913 i coniugi Einstein divorziarono e Albert instaurò un rapporto affettuoso con la cugina Elsa Lowenthal  la quale era più propensa alla vita casalinga . Negli anni seguenti emerse anche la figura di Albert Einstein come pacifista ; intraprese viaggi in Palestina , Spagna e Sud – America , professando il suo impegno sociale incontrando grandi personaggi come Gandhi . Nel 1933 abbandonò definitivamente la Germania  stanco delle persecuzioni razziali da parte delle autorità e delle manifestazioni di intolleranza verso gli ebrei . Giunse nello stesso anno a Princeton negli Stati Uniti , con la famiglia e la sua fidata segretaria . Princeton gli ricordava molto la tranquillità della Svizzera , ma fu presto funestata dalla morte di Elsa (1940). In quegli anni senza volerlo si trovò coinvolto nella collaborazione della costruzione dell’arma atomica insieme al fisico Szilard e Fermi . Di questa sua collaborazione si pentirà per tutta la vita . La tragedia che seminò morte il 6 Agosto 1945 a Hiroshima e il 9 Agosto a Nagasaki porterà Einstein a enunciare questa frase : “ Sono profondamente convinto che uccidere sotto il mantello della guerra non sia altro che un atto di assassinio . Io non so con che armi si combatterà la Terza guerra mondiale , ma so che la Quarta sarà combattuta con i bastoni e le pietre “ . Dal 1945 in poi si concentrò nei suoi studi mantenendo sempre più vivo il suo impegno pacifista . Dopo la morte di Mileva e della sorella Maya  gli ultimi periodi li passò spesso in compagnia del matematico Godel . I due scienziati avevano instaurato una relazione intellettuale basata sulla comune posizione di rifiuto nei confronti della meccanica dei quanti . Einstein morì il 18 Aprile 1955  a Princeton ,  per un aneurisma all’aorta addominale ; rifiutò le terapie perché considerava la morte un evento naturale ; ai suoi medici disse : “ la vita è uno spettacolo entusiasmante , se sapessi di morire fra tre  ore metterei tranquillamente a posto le mie carte e mi sdraierei pacificamente in attesa” . Le sue ultime parole furono : “ qui finisce il mio compito “.
Teorie
La grandezza di Einstein sta nel fatto di aver cambiato per sempre il modello  di interpretazione del mondo fisico. Nel 1905 Einstein pubblica 3 articoli a contenuto innovativo :
• Dimostra la validità della teoria dei quanti di Plank attraverso l’effetto fotoelettrico dei metalli
• Fornisce una valutazione quantitativa del moto browniano
• Espone la teoria ristretta della relatività che prevale quella della relatività generale.
Il 1915 fu un anno importante per la fisica , Einstein propose una teoria relativistica della gravitazione detta “ Relatività Generale “ . Essa descriveva le proprietà dello spazio tempo a quattro dimensioni . Secondo questa teoria la gravità non è altro che la manifestazione della curvatura spazio- tempo . Einstein dedusse il modo in cui la materia curva lo spazio- tempo imponendo l’equivalenza di ogni possibile sistema di riferimento . Il potenziale gravitazionale Newtoniano viene reinterpretato come l’approssimazione  per campo debole , della componente temporale del tensore metrico .Da ciò discende il fatto che il tempo scorre più lentamente in campo gravitazionale intenso . La conferma della teoria avvenne grazie all’eclissi totale di sole che avvenne nel 1919 : la luce emanata da una stella era deviata dalla gravità del sole quando passava vicino ad esso .Le teorie della relatività vengono usate oggigiorno nel normale funzionamento dei GPS . La formula E = mc2 è propria della teoria della relatività ristretta . Tale formula suggerisce che quando un corpo è a riposo ha ancora dell’energia sotto forma di massa . Ciò è contraria alla teoria newtoniana secondo la quale un corpo libero fermo non ha energia . Per questa ragione la quantità mc2 è a volte chiamato energia a riposo del corpo.
E = energia espressa in joule
m = massa a riposo espressa in Kg
c = la velocità della luce espressa in m/s ( 300000 Km/s)
La teoria della relatività ci fornisce un altro fatto importante, poiché la massa non è altro che una forma di energia , essa non si conserva separatamente , ma si aggiunge all’energia cinetica e all’energia potenziale nell’ enunciare la conservazione dell’energia meccanica. Un esempio dell’enorme quantità di energia contenuta nella materia si ha nel decollo dello Space Shuttle; di tutto il propellente usato , solo un grammo diventa energia , mentre tutto il resto si converte in fumo e in prodotti di combustione. Utilizzando l’energia nucleare la resa aumenta , ma  in una comune bomba atomica viene convertito in energia solo lo 0,5% della massa totale del materiale fissile. Se fosse possibile convertire per intero la massa in energia , i problemi energetici sarebbero senza dubbio risolti . Convertire 1 Kg di materia basterebbe a coprire il consumo mensile di energia elettrica in Italia .
E = mc2 si applica a tutti gli oggetti materiali, dando per assunto che la massa  sia una derivazione dell’energia o viceversa, e che sia possibile convertire dall’una all’altra. Nella fisica moderna la massa è assoluta e l’energia è relativa . Perciò, la massa non è energia e l’energia non è massa. La formula rappresenta la conversione possibile tra massa ed energia . Einstein non fu il solo ad aver messo in relazione l’energia con  la massa , ma fu il primo a presentare questa relazione come parte di una teoria più grande, e oltre a ciò , ad aver dettato la formula dalle premesse della sua teoria .
Curiosità
La personalità eccentrica di Einstein lo ha legato a numerosissime curiosità , ne elenco qualcuna :
• Einstein era mancino
• Nel 1895 fu bocciato per insufficienza nelle materie letterarie .
• Einstein adottò stabilmente un look eccentrico caratterizzato da abiti e palandrane piuttosto trasandate e da capelli bianchi lunghi
• Negli Stati uniti al momento dell’espatrio gli fu chiesto la sua razza di appartenenza e a tale domanda il fisico rispose “ umana”
Famosissima la foto con la linguaccia fatta in occasione di un suo compleanno !!!