Legendarische wetenschapper Albert Einstein (1879 - 1955) werd voor het eerst wereldwijd bekend in 1919 nadat Britse astronomen voorspellingen van de algemene relativiteitstheorie van Einstein hadden geverifieerd door metingen tijdens een totale zonsverduistering. Einsteins theorieën breidden zich uit over universele wetten geformuleerd door natuurkundige Isaac Newton in de late zeventiende eeuw.
Voor E = MC2
Einstein werd geboren in 1879 in Duitsland. In zijn jeugd genoot hij van klassieke muziek en speelde hij viool. Een verhaal dat Einstein graag over zijn jeugd vertelde, was toen hij een magnetisch kompas tegenkwam. De onveranderlijke noordwaartse zwaai van de naald, geleid door een onzichtbare kracht, maakte diepe indruk op hem als een kind. Het kompas overtuigde hem dat er 'iets achter de dingen moest zijn, iets diep verborgen'.
Zelfs als een kleine jongen was Einstein zelfvoorzienend en attent. Volgens één account was hij een langzame prater, die vaak pauzeerde om te overwegen wat hij vervolgens zou zeggen. Zijn zus zou de concentratie en het doorzettingsvermogen vertellen waarmee hij kaartenhuizen zou bouwen.
Einstein's eerste taak was die van patentmedewerker. In 1933 trad hij toe tot het personeel van het nieuw opgerichte Institute for Advanced Study in Princeton, New Jersey. Hij aanvaardde deze positie voor het leven en leefde daar tot zijn dood. Einstein is waarschijnlijk bekend bij de meeste mensen vanwege zijn wiskundige vergelijking over de aard van energie, E = MC2.
E = MC2, licht en warmte
De formule E = MC2 is waarschijnlijk de meest bekende berekening uit Einsteins speciale relativiteitstheorie. De formule stelt in principe dat energie (E) gelijk is aan massa (m) maal de snelheid van het licht (c) in het kwadraat (2). In wezen betekent dit dat massa slechts één vorm van energie is. Omdat de snelheid van het licht in het kwadraat een enorm aantal is, kan een kleine hoeveelheid massa worden omgezet in een fenomenale hoeveelheid energie. Of als er veel energie beschikbaar is, kan wat energie worden omgezet in massa en een nieuw deeltje worden gemaakt. Nucleaire reactoren werken bijvoorbeeld omdat nucleaire reacties kleine hoeveelheden massa omzetten in grote hoeveelheden energie.
Einstein schreef een paper gebaseerd op het nieuwe begrip van de structuur van het licht. Hij betoogde dat licht kan werken alsof het uit afzonderlijke, onafhankelijke energiedeeltjes bestaat, vergelijkbaar met deeltjes van een gas. Enkele jaren daarvoor Max Planck's werk had de eerste suggestie van afzonderlijke deeltjes in energie bevat. Einstein ging echter veel verder en zijn revolutionaire voorstel leek in tegenspraak met de algemeen aanvaarde theorie dat licht bestaat uit soepel oscillerende elektromagnetische golven. Einstein liet zien dat lichtquanta, zoals hij de energiedeeltjes noemde, zou kunnen helpen verklaren fenomenen die door experimentele fysici worden bestudeerd. Hij legde bijvoorbeeld uit hoe licht elektronen uit metalen werpt.
Terwijl er een bekende kinetische energietheorie was die warmte verklaarde als een effect van de onophoudelijke beweging van atomen, het was Einstein die een manier voorstelde om de theorie in een nieuw en cruciaal experiment te brengen test. Als kleine maar zichtbare deeltjes in een vloeistof waren gesuspendeerd, betoogde hij, het onregelmatige bombardement door de onzichtbare atomen van de vloeistof moeten ervoor zorgen dat de gesuspendeerde deeltjes in een willekeurige jittering bewegen patroon. Dit moet met een microscoop waarneembaar zijn. Als de voorspelde beweging niet wordt gezien, zou de hele kinetische theorie in groot gevaar zijn. Maar zo'n willekeurige dans van microscopische deeltjes was al lang geleden waargenomen. Met de in detail gedemonstreerde beweging had Einstein de kinetische theorie versterkt en een krachtig nieuw hulpmiddel gecreëerd voor het bestuderen van de beweging van atomen.