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Nuove teorie fisiche del mondo
Albert Einstein
(Ulma 1879 – Princeton 1955)

lbert Einstein nacque a Ulma, nel Baden Württemberg. Pur non amando la scuola, i suoi interessi scientifici furono stimolati dalla lettura e dalle lezioni di algebra che gli impartiva lo zio. Fu costretto ad interrompere gli studi quando, a seguito di difficoltà finanziarie del padre, la famiglia si trasferì (1894) in Italia, dapprima a Milano, quindi a Pavia, in Veneto e a Genova; di qui emigrò in Svizzera e nel 1900 si laureò in matematica e fisica alla Scuola politecnica di Zurigo. Successivamente si impiegò, come esperto scientifico, presso l’Ufficio brevetti di Berna. Nel breve lasso di un anno (1905) pubblicò negli Annalen der Physik cinque memorie fondamentali: la prima su una nuova determinazione delle dimensioni molecolari; la seconda sulla natura corpuscolare della luce; quindi sul moto browniano; sull’elettrodinamica dei corpi in movimento e sull’inerzia dei corpi in relazione al loro contenuto di energia. Nel quarto lavoro, Zur Elektrodynamik bewegter Korper (Sull’elettrodinamica dei corpi in movimento), egli espose con straordinaria concisione i principi della teoria della relatività ristretta, una delle acquisizioni più importanti della fisica di inizio secolo. Dimostrò che è possibile risolvere l’incompatibilità dell’ elettrodinamica di Maxwell e del principio di relatività enunciato da Galileo. Tramite un’approfondita analisi del concetto di contemporaneità perviene ad una nuova formulazione della meccanica (appunto relativistica) , invariante, così come le equazioni di Maxwell, per una nuova classe di trasformazioni, (le trasformazioni di Poincaré – Lorentz), che collegano spazio e tempo per osservatori in sistemi di osservazione in moto uniforme l’uno rispetto all’altro. La Meccanica classica e le corrispondenti trasformazioni di Galileo si ottengono nel limite di velocità della luce infinita e costituiscono quindi una prima approssimazione della nuova meccanica. Il quinto e ultimo lavoro, Ist die Trägheit eines Körpers von seinem Energieinhalt abhangig? (L’inerzia di un corpo dipende dal suo contenuto di energia?), appare come un corollario del precedente, stabilendo l’equivalenza di massa ed energia: l’energia E di una data quantità di materia di massa m è uguale al prodotto della massa e del quadrato della velocità della luce c (velocità che nel vuoto è costante e indipendente dallo stato di moto della sorgente).
Questi straordinari lavori fruttarono ad Einstein riconoscimenti e celebrità. Nel 1909 fu nominato professore straordinario di fisica teorica all’università di Zurigo; due anni dopo, l’enunciazione del principio di equivalenza delle forze inerziali e gravitazionali — primo ampliamento della teoria della relatività ristretta — gli valse la nomina a professore ordinario di fisica all’università tedesca di Praga e poi (1912-14) di Matematiche Superiori al Politecnico di Zurigo. Si trasferì quindi a Berlino, dove fu eletto membro dell’Accademia prussiana delle scienze, direttore dell’ Istituto di fisica Kaiser Wilhelm e professore di Fisica all’università. Il costante contatto con colleghi quali Planck, Nernst, Schrödinger, von Laue, Hertz, si rivelò estremamente proficuo e nel 1916 Einstein pubblicò sugli Annalen der Physik, Die Grundlage der allgemeinen Relativitätstheorie (Il fondamento della teoria della relatività generale). Il cuore di questo fondamentale lavoro è l’eterna questione della natura della gravitazione e dell’azione a distanza. Per Einstein il campo gravitazionale generato da un corpo materiale è creato perAlbert Einstein «deformazione» delle proprietà geometriche (metriche) dello spazio fisico; la geometria euclidea diviene così insufficiente a descrivere le leggi di comportamento dei corpi nello spazio. Lo spazio piatto (euclideo), il principio di inerzia e le altre leggi della teoria newtoniana della gravitazione universale, si ottengono come casi-limite validi approssimativamente solo per lo spazio del nostro sistema planetario. Com’è noto, la validità di tali idee fu in seguito dimostrata sperimentalmente da numerosi fenomeni di carattere fisico e astronomico. E’ anche noto che l’apparato matematico della nuova teoria della gravitazione fu fornito dal calcolo tensoriale sviluppato da Ricci-Curbastro e Levi-Civita.
Einstein raggiunse il culmine della sua attività scientifica nel pieno dello svolgersi del primo conflitto mondiale, durante il quale mantenne un atteggiamento razionale e pacifista. La sua fama divenne improvvisamente universale quando, durante l’eclisse di sole del 1919, si osservò la deviazione dei raggi luminosi in prossimità dell’astro, che dimostrando le interazioni tra campo gravitazionale e campo elettromagnetico, confermò il fondamento della sua teoria. Eppure, nella motivazione per il premio Nobel che gli fu conferito nel 1921 per la fisica (la notizia lo raggiunse a Shanghai), non venne dato il minimo cenno alla teoria della relatività nonostante lo scienziato avesse pubblicato nel breve volgere di un anno Relativity. The special and general theory (1920), The principle of relativity (1920), The meaning of relativity (1921).
L’ascesa al potere di Hitler indusse Einstein a lasciare la Germania e a trasferirsi dapprima in Francia, Belgio e Gran Bretagna e quindi negli USA (1933), dove presso l’Institute for Advanced Study di Princeton (New Jersey) ebbe una cattedra di Fisica teorica e poté proseguire i suoi studi. Sono di questo periodo The world as I see it (1934) e The evolution of physics (1938). Pur promuovendo il programma di ricerche che portò alla realizzazione, sotto la direzione di Enrico Fermi, del primo reattore nucleare e, in seguito, alla realizzazione della prima bomba atomica, Einstein si rifiutò di parteciparvi in qualsiasi modo, convinto dell’utilizzazione dell’uranio come importante fonte di energia esclusivamente per il bene dell’umanità.
Del tutto contrario, naturalmente, all’utilizzo della bomba atomica nella guerra tra Stati Uniti e Giappone, il suo ritiro dall’attività scientifica ufficiale (1945) ebbe un chiaro significato polemico. Dopo il bombardamento di Hiroshima aveva manifestato la sua inquietudine dichiarando: “oggi l’energia atomica non è un bene per l’umanità, ma una minaccia”. Einstein continuò sino all’ultimo le sue ricerche teoriche e nel 1950 pubblicò un’ appendice alla terza edizione del suo The meaning of relativity, in cui affermò che l’universo va considerato come un’entità finita in espansione e che la sua età è maggiore di quella della Terra; in una seconda appendice (1953) espose i princìpi della teoria del campo unificato, che tentava di unire in una sola relazione le teorie della gravitazione e dell’elettromagnetismo.
(Nova enciclopedia UTET, vol. III, Torino, UTET, 2001)