Biografia de Albert Einstein: Trabalhos, Teorias, Leis e Ideias

POR Pedro Coelho

Publicado: segunda-feira, 7 de outubro de 2024

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Albert Einstein, uma figura icônica da física moderna, revolucionou nossa compreensão do universo com sua teoria da relatividade. Nascido em 1879, em Ulm, na Alemanha, Einstein desafiou as noções prevalecentes de espaço e tempo, introduzindo conceitos que têm sido fundamentais para o desenvolvimento da física teórica.

Este texto visa explorar a vida e o legado de Einstein, desde seus primeiros anos até seu impacto duradouro na ciência e na cultura popular.

Biografia de Albert Einstein

Albert Einstein nasceu em 14 de março de 1879, na cidade de Ulm, no estado de Württemberg, no sul da Alemanha. Era filho de Hermann Einstein, um vendedor e engenheiro, e de Pauline Einstein. Em 1880, sua família mudou-se para Munique, onde seu pai e seu tio Jacob fundaram a Elektrotechnische Fabrik L. Einstein & Cie, uma empresa dedicada à fabricação de equipamentos elétricos movidos a corrente contínua.

Einstein com 3 anos de idade

Os Einstein eram judeus não praticantes. Albert estudou em uma escola católica no início da vida escolar, mas, aos oito anos, foi transferido para o ginásio Luitpold, onde teve acesso a uma educação primária avançada e ao ensino secundário. Curiosamente, Albert não demonstrava sinais de genialidade durante a infância; seu desenvolvimento foi lento até os nove anos, e ele enfrentou dificuldades para se adaptar às rígidas normas escolares.

Esta foto das notas finais de Einstein mostra que ele obteve 6, a maior nota possível, em 5 de 14 disciplinas.

Matérias como geografia, história e francês eram especialmente desafiadoras para ele, enquanto as disciplinas que exigiam raciocínio lógico, como matemática, despertavam seu interesse. Seu tio Jacob começou a ensiná-lo álgebra e geometria, e, aos doze anos, Albert ganhou um livro de geometria elementar, o que intensificou seu gosto pela matemática.

Um dos professores chegou a afirmar que Albert não teria futuro e não serviria para nada. No último ano do ginásio, em 1894, a família Einstein precisou se mudar para Milão e, em seguida, para Pavia, na Itália, devido à falência do negócio do pai e do tio. Albert permaneceu em Munique para concluir seus estudos secundários e, em dezembro de 1894, conseguiu uma dispensa médica para visitar a família na Itália.

Em 1895, aos 16 anos, Albert tentou o exame de admissão na Escola Politécnica Federal Suíça, em Zurique. Embora não tenha atingido a média em várias disciplinas, obteve notas máximas em física e matemática. O diretor da escola aconselhou-o a estudar na escola cantonal de Aargau, em Aarau, na Suíça. 

Entre 1895 e 1896, ele completou seu ensino secundário e se hospedou com a família do professor Dr. Jost Winteler. Em janeiro de 1896, com a aprovação do pai, renunciou à sua cidadania alemã para evitar o serviço militar, adquirindo a nacionalidade suíça cinco anos depois, em fevereiro de 1901.

Jovem Einstein, de 14 anos, com sua irmã Maria.

Em setembro de 1896, Albert completou seus estudos na Suíça com boas notas e, aos 17 anos, recebeu seu diploma de professor pela ETH Zurique, após um programa de quatro anos em matemática e física.

Embora tenha se formado em 1900, não se destacou como um aluno excepcional, pois estava profundamente fascinado por questões que o consumiam, enquanto o curso exigia uma abordagem mais superficial devido à quantidade de matérias. 

Ele preferia passar o tempo em casa lendo a assistir às aulas, dedicando-se a estudar cientistas da época, como Helmholtz, Hertz e Boltzmann.

Após a graduação, Albert enfrentou dificuldades para conseguir um emprego, lecionando por algumas horas em uma escola secundária. Em 1902, um colega de faculdade, Marcel Grossmann, conseguiu a ele uma posição como técnico especializado no departamento de registro de patentes de Berna, onde trabalhou até 1909, quando foi convidado pela Universidade de Zurique para assumir um cargo de professor.

Em 1903, Albert Einstein casou-se com Mileva Marić, uma de suas antigas colegas de classe. Um ano depois, nasceu o primeiro filho do casal, Hans Albert Einstein, em Berna, na Suíça. O segundo filho, Eduard, veio ao mundo em julho de 1910, em Zurique. Em 1914, Einstein mudou-se para Berlim, enquanto sua esposa permanecia em Zurique com os filhos.

Albert Einstein com Mileva Marić

O casamento durou 16 anos, terminando em divórcio em 14 de fevereiro de 1919. Pouco depois, em junho do mesmo ano, ele casou-se com sua prima materna, Elsa Löwenthal. Em 1933, a família mudou-se para os Estados Unidos, mas, em 1936, Elsa faleceu devido a problemas cardíacos e renais.

Confiando em seu salário proveniente de patentes para garantir uma vida financeira estável, Einstein pôde dedicar-se à contemplação. Livre das preocupações do dia a dia, seu raciocínio criativo floresceu. Os três trabalhos emblemáticos de 1905 destacaram-se por sua lógica brilhante e ousadia sem precedentes.

Albert Einstein com Elsa Löwenthal.

Juntamente com seus amigos, o matemático Conrad Habicht e o filósofo Maurice Solovine, Einstein fundou a Academia Olímpia, cujas animadas reuniões ele recordava com nostalgia nos últimos anos de sua vida. Solovine conta, com entusiasmo, sobre uma ocasião em que Einstein decidiu faltar a uma das reuniões para assistir a um concerto.

Em 1907, Einstein buscou obter a Venia Legendi (licença para lecionar em universidades) na Universidade de Berna. Para sua dissertação inaugural, apresentou o artigo de 1905 intitulado "Eletrodinâmica dos Corpos em Movimento", que, na época, era bastante controverso. 

O professor de física experimental o criticou e recusou o trabalho, o que frustrou Einstein e adiou seu ingresso no magistério universitário. No entanto, meses depois, incentivado por amigos, ele fez uma nova tentativa e, desta vez, foi aceito.

No início de 1909, começou a receber convites de universidades de Zurique para o cargo de professor assistente. Em 1911, recebeu uma proposta para lecionar na Universidade Germânica de Praga, mas a situação política e social da cidade não o atraiu. 

Em 1912, a Escola Politécnica de Zurique ofereceu-lhe o cargo de professor catedrático. No ano seguinte, os renomados físicos Max Planck e Walter Nernst visitaram-no pessoalmente, convidando-o para ser diretor do Instituto Kaiser Wilhelm de Física, em Berlim.

Einstein aceitou o cargo em Zurique em abril de 1914. Nesse novo emprego, livre das obrigações de lecionar, pôde dedicar-se integralmente às pesquisas científicas. Iniciava, assim, uma nova fase de realizações em sua vida. Naquela época, Berlim era um dos principais centros intelectuais do mundo.

Ele retornou à Alemanha após ser nomeado diretor do Instituto Kaiser Wilhelm de Física, posição que ocupou de 1914 a 1932, além de ser professor na Universidade Humboldt de Berlim, onde seu contrato o isentava da maioria das obrigações docentes. 

Tornou-se membro da Academia Prussiana de Ciências e, entre 1916 e 1918, presidiu a Sociedade Alemã de Física. Em 1921, Einstein recebeu o Prêmio Nobel de Física por sua explicação do efeito fotoelétrico. Embora a teoria da relatividade fosse considerada controversa na época, ele não foi premiado por ela, mas recebeu a Medalha de Copley da Royal Society em 1925.

Max Planck entregando a Albert Einstein a medalha da Sociedade Alemã de Física em 1929

Em 1925, Albert Einstein viajou pela América do Sul, passando por Argentina, Uruguai e Brasil. Durante sua estadia no Brasil, ele participou de um programa turístico-científico que incluiu visitas a várias instituições, como o Museu Nacional do Rio de Janeiro, a Academia Brasileira de Ciências e o Instituto Oswaldo Cruz. 

Ele também proferiu duas conferências: uma no Clube de Engenharia do Rio de Janeiro e outra na Escola Politécnica do Largo de São Francisco, que atualmente é a Escola Politécnica da Universidade Federal do Rio de Janeiro.

Albert Einstein no Instituto Oswaldo Cruz durante sua visita ao Rio de Janeiro em 1925.

Em 1933, Einstein se estabeleceu nos Estados Unidos, onde trabalhou no Instituto de Estudos Avançados em Princeton. Em 1935, decidiu solicitar a cidadania americana, motivado pela ascensão de Adolf Hitler à presidência da Alemanha, que implementou leis antissemitas que excluíam judeus do ensino universitário.

Em 1939, meses antes do início da Segunda Guerra Mundial, Albert Einstein e outros cientistas escreveram uma carta ao então presidente Franklin Delano Roosevelt, alertando sobre a possibilidade de que a Alemanha estivesse desenvolvendo uma arma atômica. Esse aviso levou os Estados Unidos a iniciar uma pesquisa semelhante, conhecida como Projeto Manhattan.

Embora Einstein tenha apoiado os Aliados e contribuído indiretamente para a descoberta da fissão nuclear como uma potencial arma, ele não participou diretamente da construção da bomba atômica.

Em sua carta, Einstein mencionou que "nos últimos quatro meses, tornou-se provável — através do trabalho de Jean Frédéric Joliot-Curie, na França, assim como de Enrico Fermi e Leó Szilard, nos EUA — que fosse possível desencadear, em uma grande massa de urânio, uma reação nuclear em cadeia, gerando vastas quantidades de energia e novos elementos com propriedades semelhantes às do rádio".

Anos depois, ele lamentou seu papel no desenvolvimento dessa arma destrutiva, afirmando: "Eu cometi o maior erro da minha vida ao assinar a carta ao Presidente Roosevelt recomendando a construção de bombas atômicas".

Albert Einstein e Julius Robert Oppenheimer.

Em 17 de abril de 1955, Albert Einstein sofreu uma hemorragia interna causada pela ruptura de um aneurisma da aorta abdominal. Ele optou por não se submeter a uma cirurgia, afirmando: 

"Quero ir quando eu quiser. É de mau gosto prolongar a vida artificialmente. Eu fiz a minha parte; é hora de partir, e farei isso com dignidade." Ele faleceu na manhã seguinte, no Hospital de Princeton, aos 76 anos.

Exposição das ideias, teorias e/ou leis de Albert Einstein

Albert Einstein, um dos físicos mais notáveis do século XX, revolucionou nossa compreensão do universo com suas ideias inovadoras e teorias disruptivas. Sua formulação da teoria da relatividade especial, que introduziu conceitos como a equivalência massa-energia expressa pela icônica equação E=mc², e a teoria da relatividade geral, que redefiniu a gravidade como a curvatura do espaço-tempo, são pedras angulares na física moderna.

Além disso, suas contribuições para a mecânica quântica e a compreensão do movimento browniano solidificaram seu legado como um cientista que não apenas desvendou mistérios do cosmos, mas também pavimentou o caminho para futuras gerações explorarem as profundezas do conhecimento científico.

Este tópico do artigo visa explorar, discutir e celebrar as ideias, teorias e leis de Einstein, que continuam a influenciar e inspirar a ciência contemporânea e a filosofia da física. Dentre esses trabalhos feitos por Einstein estão:

Teoria da Relatividade Restrita (ou Especial)

A Relatividade Restrita foi formulada em 1905 em Berna, na obra "A Eletrodinâmica dos Corpos em Movimento". Essa teoria baseia-se em dois postulados fundamentais:

- Primeiro Postulado: Todas as leis da física têm a mesma forma em todos os referenciais inerciais.

- Segundo Postulado: A velocidade da luz no vácuo, denotada por c, é constante em qualquer referencial inercial, independentemente de o emissor estar em repouso ou se movendo de maneira uniforme.

As implicações desses postulados desafiam a intuição comum. Se a velocidade da luz se mantém constante mesmo quando o emissor está em movimento, isso implica que algo precisa mudar para que as leis da física permaneçam consistentes. Para Einstein, isso significa que o tempo e o espaço variam em função da velocidade do referencial em movimento. 

Por exemplo, se alguém observasse um ônibus se deslocando a uma velocidade próxima à da luz, o comprimento do ônibus pareceria maior, e o tempo dentro dele passaria mais lentamente em comparação com o tempo medido pelo observador externo. No entanto, ao calcular a velocidade da luz, ambos chegariam ao mesmo resultado.

Einstein também foi pioneiro ao sugerir que a equivalência entre massa e energia é um princípio fundamental decorrente das simetrias do espaço-tempo. A relação massa-energia afirma que um corpo com massa possui uma quantidade de energia proporcional, mesmo quando está "em repouso".

A fórmula que expressa essa equivalência é a famosa equação: E=mc²

Sendo:

• E= energia
• m=massa
• c= velocidade da luz no vácuo

Teoria da Relatividade Geral

A Teoria da Relatividade Geral, conhecida como princípio da equivalência, estabelece que sistemas em aceleração e aqueles sujeitos a campos gravitacionais são fisicamente equivalentes. 

Segundo Albert Einstein, em seu trabalho de 1915, essa teoria generaliza a gravitação proposta por Newton e incorpora descobertas da relatividade restrita, revelando que a matéria (ou energia) é capaz de curvar o espaço e o tempo ao seu redor. Assim, a gravitação é entendida como um efeito geométrico do espaço-tempo.

Uma consequência significativa do Princípio da Equivalência é a relação entre a massa inercial e a massa gravitacional. Embora essas duas formas de massa sejam distintas, a massa inercial, expressa na segunda lei de Newton F=ma, refere-se à resistência dos corpos em alterar seu estado de movimento. 

Por outro lado, a massa gravitacional, conforme a lei da gravitação universal de Newton, refere-se à capacidade de um corpo de atrair outro. 

Quando se considera um referencial acelerado em relação a uma força gravitacional, esses conceitos se tornam indistinguíveis, e as duas massas são tratadas como uma única entidade. Experimentalmente, a diferença entre elas é extremamente pequena, inferior a 10^-9.

Efeito fotoelétrico

O efeito fotoelétrico refere-se à liberação de elétrons de um material, frequentemente metálico, quando este é exposto a radiação eletromagnética (como a luz) com uma frequência suficientemente alta. Essa descoberta foi inicialmente observada por Alexandre Edmond Becquerel em 1839 e confirmada por Heinrich Hertz em 1887, embora na época as explicações ainda fossem vagas e controversas.

esquema do efeito fotoelétrico

Foi apenas em 1905 que Albert Einstein aprofundou a ideia de Max Planck sobre a emissão de luz em quantidades discretas. Através das leis experimentais do efeito fotoelétrico, Einstein identificou uma evidência clara de que a luz possui uma estrutura quantizada, sendo absorvida em unidades individuais. 

De acordo com a hipótese de Planck, a energia E de cada uma dessas unidades de luz é proporcional à sua frequência, expressa pela fórmula E=hf, onde h é a constante de Planck.

Os elétrons orbitam o núcleo atômico, mantendo-se presos por forças de atração. Quando recebem uma quantidade suficiente de energia, eles podem deixar suas órbitas. No contexto do efeito fotoelétrico, se um feixe de radiação com energia superior à energia necessária para remover os elétrons do metal incidir sobre ele, esses elétrons serão ejetados. 

Caso a energia da radiação seja igual à energia de remoção, os elétrons sairão sem energia cinética; se a energia da radiação for maior do que a energia de remoção, os elétrons terão energia cinética ao serem liberados.

Relação entre Albert Einstein e Nikola Tesla

Albert Einstein e Nikola Tesla foram dois dos cientistas mais notáveis do século XX, cada um com contribuições significativas para a ciência e a tecnologia. Einstein é mundialmente conhecido por sua teoria da relatividade, que revolucionou a física moderna e nossa compreensão do universo.

Tesla, por outro lado, foi um pioneiro no campo do eletromagnetismo, cujas invenções, como a corrente alternada, tiveram um impacto profundo na Segunda Revolução Industrial.

Apesar de suas realizações, é interessante notar que eles tinham uma relação tensa e crítica um com o outro. Tesla rejeitou a teoria da relatividade de Einstein e chegou a criticá-la publicamente, enquanto Einstein reconheceu as realizações de Tesla, mas não concordava com suas visões.

Essa dinâmica entre dois gênios, embora às vezes conflituosa, reflete a natureza vibrante do debate científico e o progresso que pode surgir quando mentes brilhantes se desafiam mutuamente.

Impacto dos trabalhos de Albert Einstein

Albert Einstein foi um físico teórico cujo trabalho revolucionou a compreensão da física e do universo. Sua teoria da relatividade geral, que introduziu um novo quadro para a gravitação, substituiu a mais de 200 anos de domínio da lei da gravitação universal de Newton. A equação E=mc², derivada da teoria da relatividade especial, transformou a compreensão da relação entre massa e energia e teve implicações profundas não apenas na física teórica, mas também na energia nuclear.

Além disso, o efeito fotoelétrico, pelo qual Einstein recebeu o Prêmio Nobel de Física em 1921, foi fundamental para o desenvolvimento da mecânica quântica. Suas contribuições para a física estatística e o movimento browniano forneceram uma base sólida para a física do século XX e ajudaram a confirmar a existência de átomos e moléculas.

O legado de Einstein não se limita à ciência; ele também era conhecido por seu ativismo político e social, promovendo a paz e a justiça e alertando sobre os perigos das armas nucleares. Seu impacto transcende a física, influenciando a filosofia, a arte e a cultura popular, tornando-o um ícone científico e cultural.

As teorias de Einstein continuam a ser testadas e confirmadas, como a recente observação de ondas gravitacionais, um século após sua previsão. Seu trabalho inspirou gerações de cientistas e continua a ser um pilar fundamental na busca pelo conhecimento do universo.

Referências

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• http://www.infoescola.com/fisica/teoria-da-relatividade/ (acessado em 05/10/2024 as 10:22)
• http://pt.wikipedia.org/wiki/Albert_Einstein (acessado em 05/10/2024 as 10:31)
• http://pt.wikipedia.org/wiki/Relatividade_geral (acessado em 05/10/2024 as 10:32)
• http://www.if.ufrgs.br/einstein/efeitofotoeletricopremionobel.html (acessado em 05/10/2024 as 10:44)
• http://pt.wikipedia.org/wiki/Efeito_fotoeletrico (acessado em 05/10/2024 as 10:59)
• http: //www.algosobre.com.br/fisica/efeito-fotoeletrico-e-seu-teorema.html (acessado em 05/10/2024 as 11:13)
• http://pt.wikipedia.org/wiki/Albert_Einstein (acessado em 05/10/2024 as 11:17)
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• http://www.calina.com.br/projetos/aIbert_einstein.htm (acessado em 05/10/2024 as 11:25)
• http://www.scielo.br/pdf/rbefIV29 n4/a16v29n4.pdf (acessado em 05/10/2024 as 11:32)
• http://www.scielo.br/pdf/rbefIV27n1/a04v27n1.pdf (acessado em 05/10/2024 as 11:37)
• https://www.sciencealert.com/happy-birthday-einstein-the-incredible-life-of-the-world-s-most-beloved-scientist (acessado em 05/10/2024 as 11:52)
• https://www.reddit.com/r/brasil/comments/7uc4s8/albert_einstein_no_instituto_oswaldo_cruz_durante/ (acessado em 05/10/2024 as 11:55)
• https://www.ck12.org/physics/general-theory-of-relativity/rwa/photoelectric-effect/ (acessado em 05/10/2024 as 11:58)

Sobre o autor

Olá meu nome é Pedro Coelho, eu sou engenheiro químico, engenheiro de segurança do trabalho e Green Belt em Lean Six Sigma. Além disso, também sou estudante de engenharia civil, e em parte de minhas horas vagas me dedico a escrever artigos aqui no ENGQUIMICASANTOSSP, para ajudar estudantes de Engenharia Química e de áreas correlatas. Se você está curtindo essa postagem, siga-nos através de nossas paginas nas redes sociais e compartilhe com seus amigos para eles curtirem também :)