Albert Einstein: biografia del padre della teoria della relatività

Chi era Albert Einstein

Albert Einstein nasce a Ulma il 14 marzo 1879. È il figlio di Hermann Einstein, proprietario di una piccola azienda di macchinari elettrici, e di Pauline Koch. Dopo aver frequentato le scuole elementari cattoliche, prende lezioni di violino. A soli cinque anni manifesta il suo interesse per la scienza. Suo padre gli mostra una bussola e il piccolo Albert si rende conto che qualcosa nello spazio "vuoto" agisce sull'ago, spostandolo verso il Nord. In seguito, descriverà questa esperienza come una delle più importanti della sua vita.

Infanzia e formazione

Contrariamente a quanto si racconta, Albert Einstein è il primo della sua classe. Studia matematica
con Max Talmud, che gli procura testi come gli Elementi di Euclide e Critica della ragion pura di Kant. All'età di dieci anni inizia a frequentare il Luitpold Gymnasium, ma si rivela ben presto insofferente al rigido ambiente scolastico, seppur riporta comunque buoni voti in matematica e in latino.

A causa di diversi rovesci economici, la famiglia Einstein deve trasferirsi diverse volte. Quando arrivano a Milano, Einstein ha 17 anni e preferisce rimanere in Svizzera per proseguire gli studi. Tuttavia, dopo poco tempo abbandona il suo percorso scolastico per ricongiungersi alla famiglia.

Lavori e carriera accademica

Tenta due volte l'esame d'ingresso al Politecnico di Zurigo. Lo supera solo dopo aver conseguito il
diploma ad Aarau nel 1896. Si laurea nel 1900, ma non ottiene la cattedra di assistente. Nell'anno successivo viene naturalizzato svizzero. In quel periodo Einstein discuteva dei suoi interessi
scientifici con un ristretto gruppo di amici. Dopo la laurea Einstein trova lavoro presso l'ufficio brevetti di Berna. Insieme con l'amico e collega di lavoro Michele Besso fonda un gruppo di discussione chiamato "Accademia Olimpia" dove si discute di scienza e filosofia.

Nel 1905 Einstein vive l'annus mirabilis. Nel giro di sette mesi pubblica sei lavori. Spiega l'effetto foto elettrico; porta a compimento la sua tesi di dottorato sul tema "Nuova determinazione delle dimensioni molecolari"; scrive un articolo sul moto browniano; inizia a scrivere di campi elettromagnetici e relatività; porta a compimento un articolo in cui è presente la celebre formula E=mc²; scrive ancora del moto browniano.

Nel 1911 si trasferisce a Praga e nel 1914 viene nominato direttore dell'Istituto di Fisica dell'Università di Berlino. Rimase qui fino al 1933. In quegli anni effettua alcune ricerche sulla meccanica statistica e sulla teoria della radiazione.

Mileva Maric, moglie nell'ombra e scienziata brillante

Durante il primo anno di studi al politecnico, nel 1896, conosce Mileva Marić, sua compagna di
studi: era l'unica donna ammessa a frequentare il politecnico federale svizzero. I due si innamorano e mettono al mondo una figlia, Lieserl, che muore di scarlattina. Questo evento costringe Mileva a sacrificare la sua carriera accademica per il bene della famiglia e per il successo di Albert. L'anno successivo la coppia si sposa in municipio. Mettono al mondo altri due bambini, Hans Albert, diventato poi ingegnere, ed Eduard, musicista e studioso, travolto dalla malattia mentale.

Tuttavia, nel 1912 Einstein avvia una relazione con la cugina trentaseienne divorziata Elsa Löwenthal. Inizia a definire Mileva come "una dipendente che non può licenziare". Per incontrare Elsa sparisce per giorni e arriva a lasciare il tetto coniugale per poi tornarci solo a patto che Mileva rispetti severissime condizioni. Tuttavia, il rapporto non va oltre il 1919, quando i due divorziano a fronte di un accordo economico: pensione di reversibilità, aumentare i versamenti e ricevere tutto il denaro del futuro premio Nobel. Nello stesso anno Einstein sposa Elsa in seconde nozze e resta legato a lei fino alla morte della sposa, nel 1936.

Il Nobel

Nel 1921 Einstein viene insignito del premio Nobel per la fisica per il suo lavoro del 1905 sulla spiegazione dell'effetto fotoelettrico. In quegli anni comincia a dedicarsi alla ricerca di teorie di campo unificate, argomento che lo appassiona fino alla fine dei suoi giorni, assieme ai tentativi di spiegazioni alternative dei fenomeni quantistici.

La fuga dal nazismo

Nel 1933, in concomitanza con la presa di potere di Adolf Hitler, Einstein si trova all'università di Princeton come professore ospite. In quello stesso anno viene promulgata la "Legge della Restaurazione del Servizio Civile", a causa della quale tutti i professori universitari di origine ebraica vengono licenziati. Alla fine dell'anno, con l'intensificarsi delle persecuzioni anti-semitiche, Einsetin decide di trasferirsi negli Stati Uniti. In quel periodo i suoi lavori vengono screditati dai colleghi nazisti, che li definiscono opere di "fisica ebraica". Molti suoi familiari vengono uccisi dalle Ss. Lui non fa più rientro in patria e resta in America fino alla morte.

Le principali teorie

Albert Einstein ha forgiato alcune delle teorie scientifiche più celebri del nostro tempo. Già agli inizi della sua carriera sostiene che la meccanica newtoniana non sia più sufficiente a conciliare le leggi della meccanica classica con le leggi dell'elettromagnetismo.

Ciò lo porta a sviluppare la teoria della relatività ristretta nel periodo in cui è impiegato all'Istituto federale della proprietà intellettuale di Berna (1902–1909). Tuttavia, in successiva comprende che il principio di relatività può essere esteso ai campi gravitazionali. Quindi nel 1916 pubblica un articolo sulla relatività generale con la sua teoria della gravitazione. Continua a trattare problemi di meccanica statistica e teoria dei quanti, e questo lo porta a dare una spiegazione della teoria delle particelle e del moto browniano. Indaga anche le proprietà termiche della luce e getta le basi per la teoria dell'effetto fotoelettrico. Nel 1917, applica la teoria della relatività generale per modellizzare la struttura dell'universo.

L'effetto fotoelettrico

In fisica l'effetto fotoelettrico è un fenomeno quantistico consistente nell'emissione di elettroni da una superficie metallica quando viene colpita da una radiazione elettromagnetica di frequenza non inferiore a un certo valore soglia caratteristico di ogni metallo (soglia fotoelettrica). Nel 1905 Einstein ne dà l'interpretazione corretta, intuendo che l'estrazione degli elettroni dal metallo si spiegava molto più coerentemente ipotizzando che la radiazione elettromagnetica fosse costituita da pacchetti di energia o quanti, poi denominati fotoni.

La relatività ristretta

La teoria della relatività ristretta (o relatività speciale), sviluppata da Albert Einstein nel 1905, è una
riformulazione ed estensione delle leggi della meccanica. In particolare essa è necessaria per descrivere eventi che avvengono ad alte energie e a velocità prossime a quella della luce, riducendosi alla meccanica classica negli altri casi.

La teoria si basa su due postulati.

• Il primo: le leggi della fisica sono invarianti in tutti i sistemi di riferimento inerziali.
• Il secondo: la luce si propaga nel vuoto a velocità costante c indipendentemente dallo stato di moto della sorgente o dell'osservatore.

La riscrittura delle leggi della meccanica operata dalla relatività ristretta porta a una radicale svolta nella comprensione del mondo fisico, dando grande fama al suo autore anche al di fuori dell'ambiente scientifico.

La relatività generale

Sempre nel 1905 Einstein ricava inoltre, nell'ambito della relatività ristretta, una nuova relazione tra l'energia e la massa di un corpo espressa dalla formula E=mc², che prevede un'energia (di massa) anche per i corpi a riposo, prima sconosciuta. E=mc² è diventata, nel tempo, la più famosa equazione della fisica, entrando a far parte della cultura generale.

Le frasi più famose di Einstein

«I grandi spiriti hanno sempre incontrato violente opposizioni da parte delle menti mediocri».

«Il mondo è un posto pericoloso. Non per via delle persone che fanno del male, ma per via di quelle
che si siedono a guardare quel che succede».

«Io appartengo all’unica razza che conosco: quella umana».

«La fantasia è più importante del sapere, perché il sapere è limitato».

«Il matrimonio è il tentativo fallimentare di trasformare un caso in qualcosa di duraturo».

Le frasi attribuite erroneamente ad Einstein

«Due cose mi stupiscono: il cielo stellato sopra di me e la legge morale dentro di me».

«Follia vuol dire fare sempre lo stesso sperando di ottenere risultati diversi».

«Forse si potrebbe descrivere la situazione dicendo che Dio è un matematico di prim’ordine che usò formule molto avanzate per costruire l’universo».

«Quando un anziano e distinto scientifico afferma che qualcosa è possibile, quasi di sicuro ha ragione. Quando afferma che qualcosa è impossibile, probabilmente si sbaglia».

«Tutto è relativo».

Stefania Leo