Os três grandes trabalhos que Einstein publicou em 1905

Embora trabalhando no escritório de patentes de Berna, Einstein publicou no ano de 1905 três trabalhos fundamentais para a física moderna.

Em seu primeiro artigo de 1905, Einstein examinou um fenômeno que havia sido descoberto pelo físico alemão Max Planck. De acordo com Planck, a energia eletromagnética era emitida pelos corpos sob a forma de quantidades discretas, pacotes de energia que individualmente passaram a ser conhecidos como "quantum" (plural: "quanta") de radiação. Planck mostrou que a energia contida em cada "quantum" era diretamente proporcional à freqüência da radiação. Esta hipótese parecia contradizer a teoria do eletromagnetismo clássico, que se baseava nas equações estabelecidas pelo físico escocês James Clerk Maxwell. Além disso, a hipótese de Planck também parecia contradizer as bem estabelecidas leis da termodinâmica, que consideravam que a energia electromagnética consistia de ondas que poderiam conter qualquer quantidade de energia. Einstein usou a hipótese quântica de Planck para descrever a radiação eletromagnética da luz.

O segundo artigo publicado por Einstein em 1905 propunha uma nova teoria que recebeu o nome de "Teoria da Relatividade Especial". Nesta nova teoria Einstein se baseava em uma reinterpretação do princípio clássico da relatividade, ou seja, que as leis da física têm que ter a mesma forma em qualquer sistema de referência. Como segunda hipótese fundamental Einstein supôs que a velocidade da luz permanecia constante em todos os sistemas de referência, o que era exigido pela teoria de Maxwell. É interessante notar que Einstein não foi o primeiro a propôr toda a estrutura da teoria da relatividade especial. Sua contribuição está em unificar partes importantes da mecânica clássica proposta por Isaac Newton e da teoria da eletrodinâmica clássica proposta por Maxwell. Ainda relacionado com a teoria da relatividade, no final de 1905 Einstein publicou um outro artigo, onde mostrava a equivalência entre massa e energia.

O terceiro, mas não menos importante, artigo de Einstein em 1905 tratava de problemas da mecânica estatística, um campo da física onde grandes nomes como Ludwig Boltzmann e Josiah Gibbs se destacavam.

Depois de 1905 Einstein continuou a trabalhar nessas áreas. Ele fez importantes contribuições à teoria quântica e procurou estender a teoria da relatividade especial a fenômenos que envolvem corpos acelerados. Em 1907 ele resolveu este problema com o chamado "princípio da equivalência", no qual a aceleração gravitacional era indistinguível da aceleração causada por forças mecânicas. Isso fazia com que a massa gravitacional fosse considerada idêntica à massa inercial.

Em 1908 Einstein foi trabalhar na Universidade de Berna. No ano seginte ele se tornou professor de física na Universidade de Zurique, deixando para trás tanto a sua cátedra como o seu trabalho no escritório de patentes, ambos em Berna.

Nessa época Einstein já era reconhecido como um lider do pensamento científico em todo o mundo. Em 1911 ele foi designado professor no Universidade Karl-Ferdinand, em Praga, antiga Tchecoslováquia. Na verdade este foi um ano muito significativo para Einstein, quando ele foi capaz de fazer previsões preliminares sobre qual seria o comportamento de um raio de luz proveniente de uma estrela distante ao passar perto do Sol. Segundo ele, o raio de luz deveria sentir a ação do campo gravitacional da estrela e se curvaria ligeiramente na direção deste corpo de grande massa. Esta previsão seria utilizada mais tarde como evidência experimental para testar a teoria da gravitação de Einstein.

Por volta de 1912, Einstein começou uma nova fase nas suas pesquisas sobre teoria da gravitação. Nesta época ele passou a contar com a ajuda do grande matemático, e seu amigo pessoal, Marcel Grossmann. Esta colaboração permitiu que Einstein pudesse expressar seus trabalhos usando o formalismo do cálculo tensorial de Tullio Levi-Civita e Gregorio Ricci-Curbastro. A este novo trabalho Einstein deu o nome de "Teoria Geral da Relatividade". Nesse mesmo ano Einstein mudou-se de Praga para Zurique, passando a ocupar uma cátedra na Eidgenössische Technische Hochschule, em Zurique.

 

Einstein voltou à Alemanha em 1914 e lá se estabeleceu, embora sem tentar recuperar a cidadania alemã. Seu prestígio fez com que lhe fossem feitas ofertas impressionantes de emprego, em vários centros acadêmicos. Nesta época também lhe foi oferecida uma posição de pesquisador na Academia Prussiana de Ciências juntamente com uma cátedra, sem obrigações de ensino, na Universidade de Berlin. Ele também foi convidado a ser diretor do Instituto de Física Kaiser Wilhelm, em Berlin, que havia sido recentemente inaugurado.

Depois de várias tentativas erradas, Einstein publicou, no final de 1915, a versão definitiva de sua teoria geral da relatividade. É importante notar que o grande físico e matemático alemão David Hilbert (1862-1943) submeteu para publicação, uma semana antes de Einstein ter completado o seu trabalho, um artigo que continha as equações de campo corretas da teoria da relatividade geral.

Quando expedições científicas inglesas observaram o eclipse solar em 1919 e confirmaram suas previsões, Einstein passou a ser adorado pela imprensa popular. O jornal London Times colocou a seguinte chamada na sua edição de 7 de novembro de 1919:

"Revolution in science - New theory of the Universe - Newtonian ideas overthrown."

(Revolução na ciência - Nova teoria do Universo - Idéias newtonianas derrubadas)

No ano de 1921 Einstein fez sua primeira visita aos Estados Unidos. Seu principal objetivo era levantar fundos para a planejada Universidade Hebráica, sediada em Jerusalem, Israel. Durante essa visita ele recebeu a medalha Barnard e proferiu várias palestras sobre a teoria da relatividade.

Ao contrário do que muitos imaginam, Einstein recebeu o Prêmio Nobel de Física em 1921 não pelos seus trabalhos sobre relatividade mas sim pelo seu trabalho de 1905 sobre o efeito fotoelétrico. Por estar em visita ao Japão, Einstein não compareceu, em dezembro de 1922, para receber o Prêmio Nobel.

Einstein passou então a fazer inúmeras viagens internacionais divulgando seus trabalhos. Visitou Paris em 1922 e no ano seguinte foi à Palestina. Em 1924 ele fez sua última importante descoberta científica sobre a associação de ondas com a matéria. Em 1925 Einstein visitou a América Latina.

Numa época de descobertas tão fenomenais na física nada mais propício do que conferências internacionais onde os físicos pudessem discutir esses temas. Em 1927 aconteceu mais uma das famosas Solvay Conference, em Bruxelas, sobre mecânica quântica. Os maiores nomes da física daquela época estavam presentes: Max Planck, Niels Bohr, Louis de Broglie, Werner Heisenberg, Erwin Schrödinger, Paul Dirac e Albert Einstein. Einstein não quis apresentar qualquer artigo científico na conferência e praticamente limitou-se a ouvir o que estava sendo dito sem participar dos debates.

Em 1930 Einstein voltou a fazer visitas internacionais, retornando aos Estados Unidos. Quando visitou esse país pela terceira vez, em 1932,
foi-lhe oferecido um emprego em Princeton. Segundo esse acordo, Einstein passaria sete meses do ano em Berlin e cinco meses em Princeton. Einstein aceitou a proposta e deixou a Alemanha em dezembro de 1932, indo para os Estados Unidos. Nos meses seguintes o partido nazista assumiu o poder na Alemanha. Einstein nunca mais retornou ao pais onde nasceu.
O que devia ser apenas uma visita transformou-se em algo permanente. Em 1935 Einstein pediu e obteve o visto de residência permanente nos Estados Unidos.

Em 1940 Einstein recebeu a cidadania norte-americana, embora também mantivesse sua cidadania suíça.

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