Personajes
1642 - Isaac Newton 
Nacio el 25 de diciembre de 1642 (correspondiente al 4 de enero de 1643 del nuevo calendario) en Woolsthorpe, Lincolnshire, Inglaterra.
Realizó sus primeros estudios universitarios en 1661, en la universidad de Trinity College de Cambridge. Al comienzo de sus estudios, se interesó en primer lugar por la química, y este interés, según se dice, se manifestó a lo largo de toda su vida. Durante su primer año de estudios, y probablemente por primera vez, leyó una obra de matemáticas sobre la geometría de Euclides, lo que despertó en él el deseo de leer otras obras.
Su primer tutor fue Benjamin Pulleyn, posteriormente profesor de griego en la universidad. En 1663, Newton leyó la Clavis mathematicae de Oughtred, la Geometria de René Descartes Descartes, de Van Schooten, la óptica de Kepler, la Opera mathematica de Vieta, editadas por Van Schooten y, en 1644, la Aritmética de Wallis que le serviría como introducción a sus investigaciones sobre las series infinitas, el teorema del binomio, ciertas cuadraturas.
En 1663 Newton conoció a Barrow, quien le dio clase como primer profesor Lucasiano de matemáticas. En la misma época, Newton entró en contacto con los trabajos de Galileo, Fermat, Huygens y otros, a partir probablemente de la edición de 1659 de la Geometria de Descartes por Van Schooten.
Desde finales de 1664, Newton parece dispuesto a contribuir personalmente al desarrollo de las matemáticas. Aborda entonces el teorema del binomio, a partir de los trabajos de Wallis, y el cálculo de fluxiones. Después, al acabar sus estudios de bachiller, debe volver a la granja familiar a causa de una epidemia de peste bubónica. Retirado con su familia durante los años 1665-1666, conoce un período muy intenso de descubrimientos: descubre la ley del inverso del cuadrado, de la gravitación, desarrolla su cálculo de fluxiones, generaliza el teorema del binomio y pone de manifiesto la naturaleza física de los colores. Sin embargo, Newton guarda silencio sobre sus descubrimientos y reanuda sus estudios en Cambridge en 1667.
De 1667 a 1669, emprende activamente investigaciones sobre óptica y es elegido fellow del Trinity College. En 1669, Barrow renuncia a su Cátedra Lucasiana de matemáticas y Newton le sucede y ocupa este puesto hasta 1696. El mismo año envía a Collins, por medio de Barrow, su "Analysis per aequationes numero terminorum infinitos". Para Newton, este manuscrito representa la introducción a un potente método general, que desarrollará más tarde: su cálculo diferencial e integral.
Newton descubrió los principios de su cálculo diferencial e integral hacia 1665-1666, y durante el decenio siguiente elaboró al menos tres enfoques diferentes de su nuevo análisis. Desde 1684, su amigo Halley le incita a publicar sus trabajos de mecánica, y finalmente, gracias al sostén moral y económico de este último y de la Royal Society, publica en 1687 sus célebres Philosophiae Naturalis Principia Mathematica, obra que marcó un punto de inflexión en la historia de la ciencia, y además consiguió que su autor perdiera su temor a la publicación de sus teorías.
En 1672 publicó una obra sobre la luz con una exposición de su filosofía de las ciencias, donde consiguió demostrar que la luz blanca estaba formada por una banda de colores (rojo, naranja, amarillo, verde, azul y violeta) haciendo pasar la luz a través de un prisma. Estos experimentos le llevaron a formular su teoría general sobre la luz que, según él, está formada por corpúsculos y se propaga en línea recta y no por medio de ondas. Este libro que fue severamente criticado por la mayor parte de sus contemporáneos, entre ellos Robert Hooke (1638-1703) y Huygens, quienes sostenían ideas diferentes sobre la naturaleza de la luz. Esta crítivas provocaron su recelo a las publicaciones por lo que se retiró a la soledad de su estudio en Cambridge.
Desde 1673 hasta 1683, Newton enseñó álgebra y teoría de ecuaciones, pero parece que asistían pocos estudiantes a sus cursos. Mientras tanto, Barrow y el astrónomo Edmond Halley (1656-1742) reconocían sus méritos y le estimulaban en sus trabajos.
Hacia 1679, verificó su ley de la gravitación universal, de la cual dedujo la fuerza gravitatoria entre la Tierra y la Luna y demostró que era directamente proporcional al producto de las masas e inversamente proporcional al cuadrado de la distancia, multiplicando este cociente por una constante llamada constante de gravitación universal. Tuvo además la gran intuición de generalizar esta ley a todos los cuerpos del universo, con lo que esta ecuación se convertía en la ley de gravitación universal. Además estableció la compatibilidad entre su ley y las tres de Kepler sobre los movimientos planetarios.
En 1687, Newton defendió los derechos de la Universidad de Cambridge contra el impopular Rey Jacobo II y, como resultado tangible de la eficacia que demostró en esa ocasión, fue elegido miembro del Parlamento en 1689, en el momento en que el rey era destronado y obligado a exiliarse. Mantuvo su escaño en el Parlamento durante varios años sin mostrarse, no obstante, muy activo durante los debates. Durante este tiempo prosiguió sus trabajos de química, en los que se reveló muy competente, aunque no publicara grandes descubrimientos sobre el tema. Se dedicó también al estudio de la hidrostática y de la hidrodinámica además de construir telescopios.
Después de haber sido profesor durante cerca de treinta años, Newton abandonó su puesto para aceptar la responsabilidad de Director de la Moneda en 1696. Durante los últimos treinta años de su vida, abandonó prácticamente sus investigaciones y se consagró progresivamente a los estudios religiosos. Fue elegido presidente de la Royal Society en 1703 y reelegido cada año hasta su muerte. En 1705 fue hecho caballero por la Reina Ana, como recompensa a los servicios prestados a Inglaterra.
Los últimos años de su vida se vieron ensombrecidos por la desgraciada controversia, de envergadura internacional, con Leibniz a propósito de la prioridad de la invención del nuevo análisis, Acusaciones mutuas de plagio, secretos disimulados en criptogramas, cartas anónimas, tratados inéditos, afirmaciones a menudo subjetivas de amigos y partidarios de los dos gigantes enfrentados, celos manifiestos y esfuerzos desplegados por los conciliadores para aproximar a los clanes adversos, esto se terminó con la muerte de Leibniz en 1716.
Después de una larga y atroz enfermedad, Newton murió durante la noche del 20 de marzo de 1727, y fue enterrado en la abadía de Westminster en medio de los grandes hombres de Inglaterra.
Newton fue respetado durante toda su vida como ningún otro científico, y prueba de ello fueron los diversos cargos con que se le honró: en 1689 fue elegido miembro del Parlamento, en 1696 se le encargó la custodia de la Casa de la Moneda, en 1703 se le nombró presidente de la Royal Society y finalmente en 1705 recibió el título de Sir de manos de la Reina Ana. La gran obra de Newton culminaba la revolución científica iniciada por Nicolás Copérnico (1473-1543) e inauguraba un periodo de confianza sin límites en la razón, extensible a todos los campos del conocimiento.
1749 - Pierre Simon Laplace
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Nacido el 23 de marzo de 1749, en Beaumont-en-Auge, Normandy, Francia. Fallecido el 5 de marzo de 1827, en París, Francia.
Pierre-Simon Laplace, ya a la edad de dieciocho años, se distinguía como maestro y matemático en la escuela militar de la pequeña población de Beaumont. Pero, para él, París era la única ciudad por la que entraría en el gran mundo de la ciencia. Consiguió cartas de recomendación y, en 1767, partió para París a solicitar la ayuda del distinguido matemático francés D’Alembert. Cuando se presentó en la casa de éste, fue recibido con corteses excusas, pero lo despidieron sin entrevistar al matemático. Pasaron las semanas y seguía sin obtener audiencia.
Persistente en su ambición, Laplace decidió usar un método distinto. Como no tuvieron éxito las cartas de recomendación trataría de comunicarse por medio del lenguaje de la ciencia. Escribió una disertación sobre los principios de la mecánica y se la envió a D’Alambert con la solicitud de que le concediera una audiencia. Era un lenguaje que podía entender y apreciar un matemático. D’Alambert quedó tan impresionado con el talento de Laplace, que lo mando llamar en seguida y le dijo: “No necesitáis más presentación que la recomendación de vuestro trabajo”.
Con la ayuda de D’Alambert, obtuvo más tarde el nombramiento de profesor de matemáticas en la escuela Militar de París, y quedó asegurado su ingreso en el mundo de la ciencia.
Laplace provenía de antepasados humildes. Su padre tenía una pequeña granja y no pudo dar mucha educación a su hijo. Sin embargo, cuando Laplace reveló tener un talento extraordinario, sobre todo para las matemáticas, algunos de sus parientes y vecinos acomodados sostuvieron sus estudios en la Universidad de Caen. Así apenas unos años después de su graduación en esta Universidad, obtuvo el puesto de profesor en la Escuela Militar.
El primer trabajo científico de Laplace fue su aplicación de las matemáticas a la mecánica celeste. A Newton y otros astrónomos les fue imposible explicar las desviaciones de los planetas de sus órbitas, predichas matemáticamente. Así por ejemplo, se determinó que Júpiter y Saturno se adelantaban a veces, y otras se retrasaban con respecto a las posiciones que debían ocupar en sus órbitas.
Laplace ideó una teoría, que confirmó con pruebas matemáticas, que las variaciones eran normales y se corregían solas en el transcurso de largas etapas de tiempo. Se consideró que está teoría tenía gran importancia para entender las relaciones de los cuerpos celestes en el Universo, y ha soportado la prueba del tiempo sin sufrir más que correcciones relativamente secundarias.
Los siguientes años fueron de fructuosas investigaciones para Laplace, quién fue aclarando los conocimientos científicos sobre las fuerzas elementales de la Naturaleza y el Universo. Escribió artículos acerca de la fuerza de gravedad, el movimiento de los proyectiles y el flujo y reflujo de las mareas, la precesión de los equinoccios, la forma y rotación de los anillos de Saturno y otros fenómenos.
Estudió el equilibrio de una masa líquida en rotación; también ideó una teoría de la tensión superficial que era semejante al moderno concepto de la atracción o cohesión molecular dentro de un líquido. Trabajando con Lavoisier, estudió el calor específico y la combustión de diversas sustancias, y puso los cimientos para la moderna ciencia de la termodinámica. Inventó un instrumento, conocido con el nombre de calorímetro de hielo, para medir el calor específico de una sustancia. El calorímetro media la cantidad de hielo fundido por el peso dado de una sustancia caliente cuya temperatura se conocía. Entonces, podía calcularse matemáticamente su calor específico.
Al estudiar la atracción gravitacional de un esferoide sobre un objeto externo, ideó lo que se conoce hoy como ecuación de Laplace, que se usa para calcular el potencial de una magnitud física en un momento dado mientras está en movimiento continuo. Esta ecuación no sólo tiene aplicación en la gravitación, sino también en la electricidad, la hidrodinámica y otros aspectos de la física.
Entre 1799 y 1825, Laplace reunió sus escritos en una obra de cinco volúmenes, titulada Mecánica Celeste, en la que se proponía dar una historia de la astronomía, sistematizando la obra de generaciones de astrónomos y matemáticos, y ofreciendo una solución completa a los problemas mecánicos del sistema solar.
Más tarde publicó un volumen titulado El sistema del mundo. En 1812 publicó su Teoría analítica de las probabilidades, que es un estudio sobre las leyes de probabilidad.
Laplace vivió hasta la avanzada edad de setenta y ocho años; pasó sus últimos días en el semiretiro de Arcuel. En vida aún, fue elegido para ser uno de los Cuarenta Inmortales de la Academia Francesa.
1750 - Caroline Herschel
Caroline Lucretia Herschel nació el 16 de marzo de 1750 en Hannover, Prusia (hoy Alemania), hija de Isaac Herschel y Anna Ilse Moritzen. Aunque su padre, que era músico, nunca realizó estudios oficiales, mantuvo a lo largo de su vida una inquietud por diversas ramas del conocimiento, y así procuró una educación polifacética a sus cuatro hijos varones, enseñándoles música, matemáticas, astronomía, filosofía y francés. Por su parte, sus dos hijas, como era habitual en la época, estaban destinadas a no aprender sino las tareas domésticas. Sin embargo, Caroline enseguida mostró interés por las conversaciones que tenían lugar entre su padre y sus hermanos. En su afán de aprender, pronto encontró el apoyo de su padre, pero como contrapartida contó con la oposición de su madre, que en consonancia con las ideas de su tiempo, consideraba poco femenina toda ocupación que involucrase el pensamiento.
Así pues, con mayor o menor disimulo, su padre empezó a hacer a Caroline partícipe de sus conocimientos. Ella misma recuerda en sus memorias la noche en que su padre le mostró las primeras constelaciones, así como un cometa que entonces era visible. Poco imaginaba Caroline que ella se convertiría en la primera mujer en la Historia en descubrir un cometa.
Cuando los franceses ocuparon Hannover en 1757, su padre marchó a la guerra; por otra parte su hermano William, con quien Caroline compartía sus inquietudes astronómicas, emigró a Inglaterra como músico. Con lo cual Caroline quedó bajo la tutela de su madre que la envió a aprender a hacer punto y cercenó por el momento sus posibilidades de dedicarse a la astronomía o a cualquier actividad de índole intelectual.
Debido a la malformación que le produjo el tifus a los 10 años (medía escasamente 1’30 m) pronto desistió Caroline de intentar contraer matrimonio (y efectivamente nunca lo hizo, con lo cual conservó siempre el apellido Herschel). Así pues, su deseo de independizarse sólo se vio realizado cuando, a la edad de 22 años, su hermano William la llevó con él a Inglaterra. Así, mientras se ocupaba del mantenimiento de la casa de William, pudo retomar sus dos grandes aficiones: la música y la astronomía. Respecto de la primera, llegó a ser una destacada soprano.
Y respecto de la segunda, pronto empezó junto con su hermano a pulir espejos para la construcción de telescopios, y a ayudarle también en la catalogación y revisión de sus observaciones, aplicando para ello los conocimientos matemáticos que había podido adquirir. En poco tiempo pasó de discípula de su hermano a colaboradora.
Ambos se dedicaban, pues, a la astronomía como aficionados, mientras William seguía trabajando como músico. Cuando éste realizó en 1781 el descubrimiento del planeta Urano, el rey Jorge III de Inglaterra le concedió un sueldo de 200 £ anuales que le permitió dedicarse plenamente a la astronomía, con lo cual también Caroline tomó esta dedicación.
Para William fue una ayuda inestimable el tratamiento matemático que su hermana hacía de los datos por él obtenidos. De hecho, sólo cuando William estaba de viaje podía Caroline dedicarse plenamente a sus propias observaciones, y así fue como comenzó a hacer sus primeros descubrimientos de nebulosas. Varios objetos de cielo profundo había encontrado ya, cuando llegó, el 1 de agosto de 1786, el primer cometa que Caroline descubrió. Ello le valió un sueldo de 50 £ anuales por parte de Jorge III, y el reconocimiento de las autoridades científicas de la época, que acogieron, con recelo unos y con admiración otros, algo tan inédito como el trabajo científico de una mujer.
Continuó durante años su labor de catalogación de nebulosas (donde el término se refiere más exactamente a objetos de cielo profundo, pues algunos de ellos resultaron posteriormente ser galaxias), calculando las posiciones de sus descubrimientos y de los de su hermano. Sus cálculos fueron siempre de una notable exactitud.
Los objetos de cielo profundo por ella descubiertos fueron incluidos en el catálogo que elaboró William, y actualmente figuran en el New General Catalogue con los números NGC 205, 225, 253, 381, 659, 891, 2349, 2360, 2548, 6633, 7380 y 7789. Ello incluye nebulosas, galaxias espirales e irregulares y cúmulos abiertos.
Curiosamente, dos de estos hallazgos son objetos Messier descubiertos independientemente. Es el caso de M48, cúmulo abierto en Hydra. Cuando Messier lo descubrió en 1771 registró su posición erróneamente, con lo cual el objeto se “perdió” hasta que fue nuevamente descubierto y correctamente registrado por Caroline Herschel, e incluido en el catálogo de William Herschel como H VI.22.
El otro objeto al que nos referimos es M110: una de las dos galaxias irregulares satélites de la de Andrómeda. Messier no lo incluyó originalmente en su catálogo, posiblemente por inseguridad respecto de
su observación, y por tanto Caroline Herschel lo desconocía y lo redescubrió en 1783, diez años más tarde que Messier.
Además de esto, descubrió ocho cometas en total entre 1786 y 1797. Posteriormente se dedicó a revisar y ordenar el catálogo estelar de Flamsteed, y en 1798 envió a la Royal Astronomical Society su índice de Observaciones de Estrellas Fijas de Flamsteed, con una lista de 560 estrellas que éste había omitido.
Cuando William contrajo matrimonio se redujo la colaboración entre ambos hermanos. Sin embargo Caroline tuvo después un importante papel en la educación de John, hijo de William, que continuaría la saga familiar de astrónomos.
Tras la muerte de William en 1822, Caroline regresó a su ciudad natal, Hannover. Durante esta época su trabajo fue más de catalogación que de observación. En 1828 le fue concedida la medalla de oro de la Royal Astronomical Society de Inglaterra, por su catálogo de 2500 objetos de cielo profundo. Para esta época era ya una celebridad en el mundo científico, recibiendo visitas de los más eminentes personajes como el propio Gauss. En 1835, cuando contaba 85 años de edad, recibió el nombramiento de miembro honorario de la Royal Astronomical Society.
Junto con la también matemática y astrónoma Mary Somerville, fue la primera mujer en ingresar en dicha Academia. El nombramiento honorario se debió a que ser miembro de pleno derecho estaba vetado a las mujeres.
Tres años más tarde fue miembro de la Royal Irish Academy, y en 1846, con motivo de su nonagésimo sexto cumpleaños, el rey de Prusia le otorgó la Medalla de Oro de la Ciencia.
Caroline Herschel vivió 98 años, conservando hasta entonces una salud física y mental fuera de lo común.
Posteriormente, en 1889, fue bautizado en su honor el asteroide Lucretia (segundo nombre de Caroline), y recientemente, el cráter lunar C. Herschel, al borde del Mare Imbrium.
1868 - Henrietta Swan Leavitt
Las Cefeidas, esas estrellas variables que muestran un ritmo regular de brillo, fueron descubiertas por la astrónoma estadounidense Henrietta Swan Leavitt en 1908. Leavitt detectó varias estrellas de este tipo en la Pequeña Nube de Magallanes, una constelación próxima a la Vía Láctea. Con este descubrimiento se dio el primer paso crucial para establecer las distancias hasta las "nebulosas espirales" cercanas.
La astrónoma estadounidense Henrietta Swan Leavitt
nació en Lancaster, Massachusetts, en 1868 y murió en
Cambridge en 1921. Su gran aportación a la astronomía fue
el descubrimiento de las estrellas variables llamadas Cefeidas (porque
hay varias en la constelación de Cefeo), aunque no fue su
único hallazgo, ya que también descubrió varias
estrellas novas.
Con el descubrimiento de las Cefeidas, Leavitt, que trabajaba en el
Observatorio de Harvard desde 1902, dio el primer paso crucial para
establecer la distancia entre las galaxias.
Las Cefeidas son estrellas variables que muestran un ritmo regular de brillo, oscurecimiento y brillo cuando se observan en períodos de tiempo que van desde unas semanas a unos meses. Leavitt observó que cuanto más brillante era la estrella, más tiempo duraba la pulsación. Esto significa que observando una de esas estrellas, se puede determinar el período de pulsación y descubrir lo brillante que es la estrella.
Estas estrellas son pulsantes debido a que las zonas de hidrógeno y helio ionizado se encuentran cerca de la superficie. Las Cefeidas son más brillantes cuando están cerca de su tamaño mínimo y, puesto que todas las Cefeidas están, aproximadamente, a la misma temperatura, su tamaño determina su luminosidad. Además, estas estrellas son tan brillantes que se pueden observar en galaxias muy lejanas.
Una vez constatado este descubrimiento, la ley de Leavitt se utilizó para medir la distancia de objetos muy lejanos, como las galaxias. Para calibrarla, hubo que obtener por otros medios la distancia a la que se encuentra alguna cefeida próxima, de donde se deduce su luminosidad real. Utilizando este método, tanto los astrónomos Shapley como Curtis midieron la distancia a la galaxia M31, pero llegaron a diferentes conclusiones, ya que no estaban de acuerdo en el tamaño de la Vía Láctea ni se conocía en aquella época la distinción entre novas y supernovas.
Su vida
Henrietta Leavitt era hija de un ministro del Congreso norteamericano.
Realizó sus estudios en el colegio Oberlin y en el Radcliffe,
que era una sociedad dedicada a la instrucción de las mujeres, y
donde se graduó en 1892. Fue entonces cuando Leavitt
descubrió la Astronomía. Después de graduarse
realizó un curso de Astronomía, aunque no pudo poner en
práctica sus conocimientos astronómicos hasta tres
años más tarde como consecuencia de una enfermedad que le
obligó a permanecer en su casa durante todo ese tiempo.
En 1895 entró como voluntaria en el Observatorio de Harvard y siete años más tarde entró a formar parte de la plantilla del mismo, bajo la dirección de Charles Pickering. Durante ese tiempo tuvo la oportunidad de realizar trabajos teóricos, pero se convirtió en la jefa del Departamento Fotográfico del Observatorio, donde, junto con su grupo, estudió las imágenes de las estrellas para determinar sus magnitudes.
Durante su carrera, Leavitt descubrió más de 2.400 estrellas variables. Se dedicó entonces al estudio de esas estrellas variables, lo que supondría su mayor aportación a la Astronomía: la relación entre el período y la luminosidad de las Cefeidas.
Henrietta Leavitt también desarrolló un patrón de medidas fotográficas que fue aceptado por el Comité Internacional de Magnitudes Fotográficas en 1913. Para elaborar este patrón de medición, Leavitt utilizó 299 placas de 13 telescopios y empleó ecuaciones logarítmicas para ordenar las estrellas sobre 17 magnitudes de luminosidad. Leavitt continuó redefiniendo este trabajo durante toda su vida.
Debido a los prejuicios de la época, Henrietta no pudo desarrollar sus propios métodos de trabajo, por lo que no tuvo la oportunidad de sacar el máximo rendimiento a su intelecto.
En el transcurso de su trabajo Leavitt también descubrió cuatro estrellas nova y estudió algunos tipos de estrellas binarias y asteroides.
Fue miembro de Phi Beta Kappa, de la Asociación Americana de la Universidad de la Mujer, de la Sociedad Americana de Astronomía y Astrofísica, de la Asociación para el Avance de la Ciencia y miembro honorífico de la Asociación de Observadores de Estrellas Variables.
Henrietta Leavitt trabajó en el Observatorio de Harvard hasta su muerte en 1921 a causa de un cáncer. Desafortunadamente, Henrietta falleció antes de poder concluir otro trabajo sobre las escalas de medición de la magnitud de las estrellas.
Sus importantes contribuciones al mundo científico fueron reconocidas en 1925 a título póstumo, cuando fue nominada por la Academia Sueca de Ciencias para el premio Nobel.
1879 - Albert Einstein
Ulm, Alemania, 14 de marzo de 1879 - Princeton, Estados Unidos, 18 de abril de 1955. Físico alemán y nacionalizado estadounidense.
Fue el primer físico en proponer la conocida teoría de la relatividad. La primera versión de dicha teoría, que ahora conocemos como la teoría especial de la relatividad, supuso una revolución científica a comienzos del siglo XX, el artículo base de la misma fue publicado en 1905, junto con otros artículos que se consideran nacimiento de otras ramas de la ciencia. Así, obtuvo en 1921 el premio Nobel por su explicación del efecto fotoeléctrico, aunque el anuncio no se hizo hasta un año más tarde.
Albert Einstein nació en Ulm, (Alemania) a unos 100 km al este de Stuttgart, en el seno de una familia judía. Sus padres eran Hermann Einstein y Pauline (nacida Koch). Su padre trabajaba como vendedor de colchones pero luego ingresó en la empresa electroquímica Hermann. Albert cursó sus estudios primarios en una escuela católico y tomó clases de violín.
Eistein comenzó a estudiar matemáticas a la edad de 12 años. Hay un rumor recurrente sobre su incapacidad de aprobar las asignaturas de matemáticas pero es infundado. Los cambios en el sistema educativo de aquellos años fueron confundidos años más tarde. Dos de sus tíos incentivaron sus intereses científicos en su adolescencia proporcionándole libros de ciencia y matemáticas.
En 1894 la compañía Hermann sufría importantes dificultades económicas y los Einstein se mudaron de Munich a Pavia en Italia cerca de Milán. Albert permaneció en Munich pare terminar sus cursos antes de reunirse con su familia en Pavia.
Einstein intentó entrar a edad tempreana en el Instituto Politécnico de Zúrich (Eidgenössische Technische Hochschule) pero fue rechazado inicialmente. Su familia le envió a Aarau para terminar sus estudios secundarios graduándose en 1896. Poco después el joven Einstein ingresó en el Instituto Politécnico de Zúrich. Ese mismo año renunció a su ciudadanía alemana convirtiéndose en un ciudadano sin nacionalidad. En 1898, Einstein conoció a Mileva Maric, una compañera de clase serbia de la que se enamoró. Mileva era también amiga de Nikola Tesla. En 1900 Albert y Mileva se graduaron en el Politécnico de Zurich y en 1901 consiguió la ciudadanía suiza. Durante este periodo Einstein discutía sus ideas científicas con un grupo de amigos cercanos incluyendo a Mileva. Albert Einstein y Mileva tuvieron una hija ilegítima en enero de 1902, Liserl. El 6 de enero de 1903 la pareja se casó.
Tras graduarse Einstein no pudo encontrar un trabajo en la Universidad dado aparentemente la irritación que causaba entre sus profesores. El padre de un compañero de clase la ayudó a encontrar un trabajo en la Oficina de Patentes Suiza en 1902. Su personalidad le causó también problemas con el director de la Oficina quien le enseñó a "expresarme correctamente".
En esta época Einstein se refería con amor a su mujer Mileva como "una persona que es mi igual y tan fuerte e independiente como yo". Abram Joffe, en su biografía de Einstein, argumenta que Einstein fue ayudado en sus investigaciones durante este periodo por Mileva. Esto se contradice con otros biógrafos como Ronald W. Clark quien afirma que Einstein y Mileva llevaban una relación distante que proporcionaba a Einstein la soledad necesaria para concentrarse en su trabajo.
En mayo de 1904, Einstein y Mileva tuvieron un hijo de nombre Hans Albert Einstein. Ese mismo año consiguió un trabajo permanente en la Oficina de patentes. Poco después Einstein finalizó su doctorado presentando una tesis titulada Una nueva determinación de las dimensiones moleculares. En 1905, escribió cuatro artículos fundamentales sobre la física de pequeña y gran escala. En ellos explicaba el movimiento Browniano, el efecto fotoeléctrico y desarrollaba la relatividad especial y la equivalencia masa-energía. El trabajo de Einstein sobre el efecto fotoeléctrico le proporcionaría el Premio Nobel de física en 1921. Estos artículos fueron enviados a la revista "Annalen der Physik" y son conocidos generalmente como los artículos del "Annus Mirabilis" (del Latín: Año extraodinario).
En 1908 Einstein fue contratado en la Universidad de Berna, Suiza como profesor y conferenciante (Privatdozent) sin cargas administrativas. Einstein y Maleva tuvieron un nuevo hijo, Eduard, nacido el 28 de julio de 1910. Poco después la familia se mudó a Praga donde Einstein ocupó una plaza de Professor, el equivalente a Catedrático en la Universidad Alemana de Praga. En esta época trabajó estrechamente con Marcel Grossman y Otto Stern. También comenzó a llamar al tiempo matemático cuarta dimensión.
En 1914, justo antes de la primera guerra mundial Einstein se estableción en Berlín y fue escogido miembro de la Academia Prusiana de Ciencias y director del Instituto de Física Kaiser Wilhelm. Su pacifismo y actividades políticas, pero especialmente, sus orígenes judíos irritaban a los nacionalistas alemanes. Las teorías de Einstein comenzarón a sufrir una campaña organizada de descrédito. Su matrimonio tampoco iba bien. El 14 de febrero de 1919 se divorció de su mujer Mileva y el 2 de junio de 1919 se casó con una prima suya Elsa Loewenthal (nacida Einstein, Loewenthal era el apellido de su primer marido, Max Loewenthal). Elsa era tres años mayor que Einstein y le había cuidado tras sufrir una crisis nerviosa combinada con problemas del sistema digestivo. Einstein y Elsa no tuvieron hijos. El destino de la hija de Albert y Mileva, Lieserl, es desconocido, algunos piensan que murió en la infancia y otros afirman que fue entregada en adopción (Lieserl había nacido antes de que sus padres se casaran o encontraran trabajo). De sus dos hijos elsegundo sufría esquizofrenia y fue internado durante largos años muriendo en una institución mental. El primero hans albert, se mudó a California donde llegó a ser profesor de hidraulica en la universidad y tuvo poca interacción con su padre; y alli conoce a Jonathan Moises Farias Pomarino, fisico quien influye mucho en el.
Tras la llegada de Adolf Hitler al poder en 1933, las expresiones de odio por Einstein alcanzarón niveles más elevados. Fue acusado por el regimen nacionalsocialista de crar una "Física judía" en contraposición con la "Física alemana" o "Física aria". Algunos físicos Nazis (algunos tan notables como los premios Nobel de Física Johannes Stark y Philipp Lenard) intentaron desacreditar sus teorías. Los físicos que enseñaban la teoría de la relatividad eran incluídos en listas negras políticas (como por ejemplo Werner Heisemberg). Einstein había abandonado Alemania en 1930 con destino a los Estados Unidos. Llegó a California en 1931 y se nacionalizó estadounidense en 1940. Einstein murió en Princeton, Nueva Jersey el 18 de abril de 1955.
Trayectoria científica
Los artículos de 1905
En 1904 Einstein consiguió una posición permanente en la
Oficina de Patentes Suiza. Al año siguiente finalizó su
doctorado presentando una tesis titulada Una nueva determinación
de las dimensiones moleculares. Ese mismo año, 1905,
escribió cuatro artículos fundamentales sobre la
física de pequeña y gran escala. En ellos explicaba el
movimiento Browniano, el efecto fotoeléctrico y desarrollaba la
relatividad especial y la equivalencia masa-energía. El trabajo
de Einstein sobre el efecto fotoeléctrico le
proporcionaría el Premio Nobel de física en 1921. Estos
artículos fueron enviados a la revista "Annalen der Physik" y
son conocidos generalmente como los artículos del "Annus
Mirabilis" (del Latín: Año extraodinario).
Movimiento Browniano
El primero de sus artículos de 1905, titulado Sobre el
movimiento requerido por la teoría cinética molecular del
calor de pequeñas partículas suspendidas en un
líquido estacionario, cubría sus estudios sobre el
movimiento Browniano.
El artículo explicaba el fenómeno haciendo uso de las estadísticas del movimiento térmico de los átomos individuales que forman un fluido. El movimiento Browniano había desconcertado a la comunidad científica desde su descubrimiento unas décadas atrás. La explicación de Einstein proporcionaba una evidencia experimental incontestable sobre la existencia real de los átomos. El artículo también aportaba un fuerte impulso a la mecánica estadística y a la teoría cinética de los fluidos, dos campos que en aquella época permanecían controvertidos.
Antes de este trabajo los átomos se consideraban un concepto útil en física y química, pero la mayoría de los científicos no se ponían de acuerdo sobre su existencia real. El artículo de Einstein sobre el movimiento atómico proporcionaba a los experimentalistas un método sencillo para contar átomos mirando a través de un microscopio ordinario.
Wilhelm Ostwald, uno de los líderes de la escuela antiatómica, comunicó a Arnold Sommerfeld que había sido transformado en un creyente en los átomos por la explicación de Einstein del movimiento Browniano.
Efecto fotoeléctrico
El segundo artículo se titulaba Un punto de vista
heurístico sobre la producción y transformación de
luz. En él Einstein proponía la idea del "cuanto" de luz
(ahora llamado fotón y mostraba cómo se podía
utilizar este concepto para explicar el efecto fotoeléctrico.
La teoría de los cuantos de luz fue un fuerte indicio de la dualidad onda-corpúsculo y de que los sistemas físicos pueden mostrar propiedades ondulatorias y corpusculares simultáneamente. Este artículo fue uno los pilares básicos de la mecánica cuántica. Una explicación completa del efecto fotoeléctrico solamente pudo ser elaborada cuando la teoría cuántica estuvo más avanzada.
Relatividad especial
El tercer artículo de Einstein aquel año se titulaba Zur
Elektrodynamik bewegter Körper (Sobre la electrodinámica de
cuerpos en movimiento). En este artículo Einstein
introducía la teoría de la relatividad especial
estudiando el movimiento de los cuerpos y el electromagnetismo en
ausencia de la fuerza de gravedad.
La relatividad especial resolvía los problemas abiertos por el experimento de Michelson-Morley en el que se había demostrado que las ondas electromagnéticas que forman la luz se movían en ausencia de un medio. La velocidad de la luz es, por lo tanto, constante y no relativa al movimiento. Ya en 1894 George Fitzgerald había estudiado esta cuestión demostrando que el experimento de Michelson-Morley podía ser explicado si los cuerpos se contraen en la dirección de su movimiento. De hecho, algunas de las ecuaciones fundamentales del artículo de Einstein habían sido introducidas anteriormente (1903) por Hendrik Lorentz, físico holandés, dando forma matemática a la conjetura de Fitzgerald.
Esta famosa publicación está cuestionada como trabajo original de Einstein, debido a que en ella omitió citar toda referencia a las ideas o conceptos desarrolladas por estos autores así como los trabajos de Poincaré. Aparentemente Einstein no estaba al tanto de estas aportaciones anteriores. Ciertamente Einstein desarrollaba su teoría de una manera totalmente diferente a estos autores deduciendo hechos experimentales a partir de principios fundamentales y no dando una explicación fenomenológica a observaciones desconcertantes. El mérito de Einstein estaba por lo tanto en explicar este fenómeno en una teoría completa y elegante como consecuencias de principios fundamentales y no como deducción experimental o fenomenológica de un fenómeno observado.
Su razonamiento se basó en dos axiomas simples: El primero, introducido por Galileo siglos antes, que las leyes de la física deben ser invariantes para todos los observadores que se mueven a velocidades constantes entre ellos, y el segundo, que la velocidad de la luz es constante para cualquier observador.
La relatividad especial tiene consequencias sorprendentes ya que se niegan los conceptos de espacio y tiempo absolutos. La teoría recibe el nombre de teoría especial de la relatividad para distinguirla de la teoría general de la relatividad que fue introducida por Einstein en 1915 y en la que se introduce la gravedad.
Equivalencia masa energía
El cuarto artículo de aquel año se titulaba: Ist die
Trägheit eines Körpers von seinem Energieinhalt
abhängig? (¿Depende la inercia de un cuerpo de su contenido
de energía?) y mostraba una deducción de la
ecuación de la relatividad que relaciona masa y energía.
En este artículo se decia que la variación de masa de un objeto que emite una energía L es L/V2, donde V era la notacion para la velocidad de la luz usada por Einstein en 1905.
Esta ecuación implica que la energía de un cuerpo en reposo (E) es igual a su masa (m) multiplicada por la velocidad de la luz (c) al cuadrado: E = mc2
Muestra cómo una partícula con masa posee un tipo de energía, "energía en reposo", distinta de las clásicas energía cinética y energía potencial. La relación masa - energía se utiliza comunmente para explicar cómo se produce la energía nuclear; midiendo la masa de núcleos atómicos y dividiendo por el número atómico se puede calcular la energía de enlace atrapada en los núcleos atómicos. Paralelamente, la cantidad de energía producida en la fusión de un núcleo atómico se calcula como la diferencia de masa entre el núcleo inicial y los productos de su desintegración multiplicada por la velocidad de la luz al cuadrado.
Relatividad general
En Noviembre de 1915 Einstein presentó una serie de conferencias
en la Academia de Ciencias de Prusia en las que describió la
teoría de la relatividad general. La última de estas
charlas concluyó con la presentación de la
ecuación que reemplaza a la ley de gravedad de Newton. En esta
teoría todos los observadores son considerados equivalentes y no
únicamente aquellos que se mueven con una velocidad uniforme. La
gravedad no es ya una fuerza o acción a distancia, como era en
la gravedad newtoniana, sino una consecuencia de la curvatura del
espacio-tiempo. La teoría proporcionaba las bases para el
estudio de la cosmología y permitía comprender
características esenciales del Universo, muchas de las cuales no
serían descubiertas sino con posterioridad a la muerte de
Einstein.
La relatividad general fue obtenida por Einstein a partir de razonamientos matemáticos, experimentos hipotéticos (Gedanken experiment) y rigurosa deducción matemática sin contar realmente con una base experimental. El principio fundamental de la teoría era el denominado principio de equivalencia. A pesar de la abstracción matemática de la teoría, las ecuaciones permitían deducir fenómenos comprobables. En 1919 Arthur Eddington fue capaz de medir, durante un eclipse, la desviación de la luz de una estrella pasando cerca del Sol, una de las predicciones de la relatividad general. Cuando se hizo pública esta confirmación la fama de Einstein se incrementó enormemente y se consideró un paso revolucionario en la física. Desde entonces la teoría se ha verificado en todos y cada uno de los experimentos y verificaciones realizados hasta el momento.
A pesar de su popularidad, o quizás precisamente por ella, la teoría contó con importantes detractores entre la comunidad científica que no podían aceptar una física sin un sistema de referencia absoluto.
Estadísticas de Bose Einstein
En 1924 Einstein recibió un artículo de un joven
físico hindú, Satyendra Nath Bose, describiendo a la luz
como un gas de fotones y pidiendo la ayuda de Einstein para su
publicación. Einstein se dio cuenta que el mismo tipo de
estadísticas podían aplicarse a grupos de átomos y
publicó el artículo, conjuntamente con Bose, en
alemán, la lengua más importante en física en la
época. Las estadísticas de Bose Einstein explican el
comportamiento de grupos de partículas intisguibles entre
sí y conocidas como bosones.
El Instituto de Estudios Avanzados
Einstein dedicó sus últimos años de trabajo a la
búsqueda de un marco unificado de las leyes de la física.
A esta teoría la llamaba Teoría de Campo Unificada.
Einstein intentó unificar la formulación de las fuerzas fundamentales de la naturaleza mediante un modelo en el que, bajo las condiciones apropiadas, las diferentes fuerzas surgirían como manifestación de una única fuerza. Sus intentos fracasaron ya que las fuerzas nuclear fuerte y débil no se entendieron en un marco común hasta los años 1970, después de numerosos experimentos en física de altas energías y ya pasados quince años desde la muerte de Einstein.
El objetivo sigue siendo perseguido por la moderna física
teórica. El intento más destacado de una teoría de
unificación lo constituyen las teorías de
supersimetría y teoría de cuerdas.