आइनस्टाइन, अल्बर्ट  (Einstein, Albert)

आइनस्टाइन, अल्बर्ट : (१४ मार्च १८७९ – १८ एप्रिल १९५५)

मूळचे जर्मनीत जन्मलेले अमेरिकन भौतिकशास्त्रज्ञ अल्बर्ट आइनस्टाइन ह्यांना २० व्या शतकातील सर्वोत्तम शास्त्रज्ञ व ‘सापेक्षता सिद्धांताचे जनक’ म्हणून जग ओळखते. ‘प्रकाश-विद्युत परिणाम सिद्धांत’ (Theory of Photoelectric effect) आणि ‘सापेक्षता सिद्धांत’(Theory of Relativity) हे त्यांचे महत्त्वाचे शोध. यातील प्रकाश-विद्युत परिणामाच्या सिद्धांतासाठी १९२१ सालचे भौतिकशास्त्राचे नोबेल पारितोषिक आइनस्टाइन ह्यांना देण्यात आले.

अल्बर्ट आइनस्टाइन ह्यांचा जन्म जर्मनीतील उल्म येथे झाला. जर्मनी आणि स्वित्झर्लंड येथे त्यांचे  शिक्षण झाले. १९०१ साली स्विस फेडरल पॉलिटेक्निक स्कूलमधून त्यांनी गणित व भौतिकशास्त्राच्या अध्यापनाची पदविका संपादन केली. परंतु  अध्यापक म्हणून नोकरी न मिळाल्याने त्यांना स्विस पेटंट कार्यालयात नोकरी करावी लागली. विद्युतचुंबकीय उपकरणांच्या पेटंटसाठी आलेल्या अर्जांचे मूल्यमापन करण्याचे काम त्यांचेकडे होते. त्यांचे हे काम विद्युतसंदेशांचे संप्रेषण व काळाचे विद्युतयांत्रिकी संकलन ह्यांच्याशी संबंधित होते. ह्या कामामुळे प्रकाशाचे स्वरूप आणि काळ व अवकाश ह्यांतील मूलभूत संबंध ह्यांच्या निष्कर्षाप्रत आइनस्टाइन येऊ शकले.

आइनस्टाइन ह्यांना १९०५ मध्ये ‘ए न्यू डिटरमिनेशन ऑफ मॉलेक्युलर डायमेन्शन्स’ ह्या प्रबंधासाठी झुरिक विद्यापीठाने पीएच्.डी. ही पदवी प्रदान केली. ह्याच वर्षी त्यांनी आपले प्रकाश-विद्युत परिणाम, ब्राउनीय गती, सापेक्षतावाद सिद्धांत, वस्तुमान व उर्जा ह्यातील समतुल्यता असे चार क्रांतिकारी शोधनिबंध प्रसिद्ध केले. हे संशोधन मूलगामी आणि भौतिकशास्त्रीय सिद्धांतांना नवीन आयाम देणारे होते.

आइनस्टाइन १९०८ साली बर्न विद्यापीठात रुजू झाले आणि त्यानंतर त्यांनी झुरिक विद्यापीठात भौतिकशास्त्र अध्यापनाला सुरुवात केली. १९११ साली आइनस्टाइन ह्यांनी प्राग मधील कार्ल फर्डिनेंड विद्यापीठात पूर्ण वेळ प्राध्यापक पदाचा पदभार स्वीकारला. १९१६ साली जर्मन फिजिकल सोसायटीच्या अध्यक्षपदी त्यांची नेमणूक झाली. ह्याच दरम्यान प्रशियन अ‍ॅकॅडेमी ऑफ सायन्सेसचे सदस्यत्वही त्यांना लाभले.

प्रकाश-विद्युत परिणाम सिद्धांत :

हेन्रिच हर्ट्झ यांनी १८८७ मध्ये प्रकाश-विद्युत परिणाम सिद्ध केला. मात्र त्यांना या परिणामाचे स्पष्टीकरण देता आले नाही. आइनस्टाइन यांनी या परिणामाचे स्पष्टीकरण देणारा सिद्धांत मांडला. त्यासाठी त्यांनी प्रकाशकिरणामध्ये असलेल्या फोटॉन कणांची संकल्पना मांडली.

आइनस्टाइन यांनी दिलेल्या स्पष्टीकरणानुसार एखाद्या धातूच्या पृष्ठ्भागावर पुरेशा कमी तरंग लांबीचा प्रकाश आपातित झाला असता त्यातील फोटॉन्सच्या ऊर्जेइतकी ऊर्जा धातूतील इलेक्ट्रॉनकडे संक्रमित होते आणि धातूच्या पृष्ठभागावरून इलेक्ट्रॉन उत्सर्जित होतात. उत्सर्जित झालेल्या इलेक्ट्रॉनची ऊर्जा प्रकाशाची तरंगलांबी आणि धातूचे गुणधर्म यांवर अवलंबून असते. धातूच्या पृष्ठभागावरून मुक्त झालेल्या या इलेक्ट्रॉनमुळे विद्युतप्रवाह निर्माण होतो.

प्रकाश विद्युत परिणामाच्या ह्या सिद्धांतासाठी १९२१ सालचे भौतिकशास्त्राचे नोबेल पारितोषिक आइनस्टाइन यांना प्रदान करण्यात आले. या सिद्धांताद्वारे आइनस्टाइन यांनी प्रकाश केवळ तरंगाच्या स्वरूपातच नाही; तर फोटॉन ह्या ऊर्जाकणांच्या स्वरूपातही अस्तित्वात असतो, हे सिद्ध केले. प्रकाशाचे तरंग व कण स्वरूपातील दुहेरी अस्तित्व ह्यामुळे सिद्ध झाले. आइनस्टाइन यांच्या सिद्धांतामुळे पुंजभौतिकी सिद्धांताचा पाया बळकट झाला. त्याचप्रमाणे या संशोधनामुळे इलेक्ट्रॉन सूक्ष्मदर्शक आणि सौरविद्युत घट यांच्या निर्मितीला चालना मिळाली.

विशिष्ट सापेक्षतावादावरच्या आपल्या शोधनिबंधांत तर विश्वाकडे पहाण्याचा एक नवा दृष्टीकोन आइनस्टाइन यांनी वैज्ञानिक जगताला दिला. निर्वात पोकळीमध्ये प्रकाशाची गती (३ x १०⁸m/s)  निरपेक्ष (absolute) असते; व कोणत्याही संदर्भ चौकटीत (reference frame) ती तेवढीच असते. अवकाश, वस्तुमान आणि काल ह्या तीनही गोष्टी न्यूटनच्या गृहितकाप्रमाणे स्वतंत्र नसून त्या परस्परावलंबी असतात, असे आइनस्टाइन ह्यांनी प्रतिपादन केले.

आइनस्टाइन यांच्या सापेक्षता सिद्धांतानुसार परस्परांच्या संदर्भात समान गती असणाऱ्या संदर्भ चौकटींमध्ये भौतिकशास्त्राचे नियम सारखे असतात, परंतु गतिमान संदर्भ चौकटींच्या बाबतीत हे नियम बदलू शकतात. दुसऱ्या शब्दांत सांगायचे तर जडत्वीय आणि अजडत्वीय संदर्भ चौकटींमधे भौतिकशास्त्राचे नियम वेगवेगळे असतात. जर संदर्भ चौकटीचा वेग प्रकाशाच्या वेगाशी समतुल्य असेल तर अवकाश, वस्तुमान आणि काल हे तीनही ह्या गतिने प्रभावित होतात. प्रकाशाच्या वेगाच्या समतुल्य वेगाने जाणाऱ्या वस्तुची लांबी कमी होते तर काल मंदावतो (length contraction and time dilation). काल, वस्तुमान आणि लांबीमध्ये पडणारा हा फरक त्या वस्तूचा वेग आणि प्रकाशाचा वेग ह्यांच्या गुणोत्तरावर अवलंबून असतो. जर एखादी वस्तू प्रकाशाच्या वेगाने गतिमान झाली तर तिचे वस्तुमान अनंत होईल आणि म्हणूनच कोणतीही वस्तू प्रकाशाच्या वेगाने किंवा त्याच्यापेक्षा जास्त वेगाने गतिमान होऊ शकत नाही, असे त्यांनी दाखवून दिले.

ह्यातूनच E=mc² हे ऊर्जा आणि वस्तूमान यांच्यातील समतुल्यता दर्शविणारे समीकरण आइनस्टाइन यांनी मांडले. वस्तुमानाचे परिवर्तन ऊर्जेत होऊ शकते आणि वस्तुमानाला प्रकाशाच्या वेगाच्या वर्गाने गुणले असता त्याची समतुल्य ऊर्जा मिळते, असे आइनस्टाइन यांनी प्रतिपादन केले.

सामान्य सापेक्षता सिद्धांतात आइनस्टाइन ह्यांनी असा विचार मांडला की वस्तुमानाच्या गुरुत्वाकर्षणामुळे अवकाश पोकळी गोलाकार होते. एव्हढंच नव्हे तर प्रकाश सरळ रेषेत प्रवास न करता गुरुत्वाकर्षण रेषेने आखून दिलेल्या मार्गाने प्रवास करतो. गुरुत्वाकर्षण जास्त असताना कालप्रवाहही मंदावतो.

आपल्या आयुष्याचा उत्तरार्ध आइनस्टाइन ह्यांनी पुंज भौतिकी आणि सामान्य सापेक्षतावाद ह्यांचा एकीकृत सिद्धांत मांडण्याच्या प्रयत्नांत व्यतीत केला. मार्च १९५३ मध्ये अवकाश-काल भूमितीच्या साहाय्याने गुरुत्वाकर्षण, विद्युतचुंबकत्व आणि सापेक्षता यांसंबंधीचे नियम एकाच गणिती सूत्रात गोवण्याचा आइनस्टाइन यांचा प्रयत्‍न यशस्वी झाला.

आपल्या संशोधन कार्यामुळे प्रसिद्धीच्या झोतात आलेल्या आइनस्टाइन ह्यांनी १९२२ आणि १९२३ साली अमेरिका आणि आशियाई देशांचा दौरा केला. या दौऱ्यामध्ये त्यांनी अनेक व्याख्याने दिली. ह्या दौऱ्यादरम्यान अनेक मान्यवर शास्त्रज्ञ, राजकारणी ह्यांच्याशी त्यांची भेट झाली.

आइनस्टाइन ह्यांनी ब्राऊनीय गतीवरील आपल्या शोधनिबंधात ह्या प्रकारच्या गतीचे विश्लेषण करून ही गती म्हणजे रेणूंच्या अस्तित्वाचा सबळ पुरावा असल्याचे दाखवून दिले आणि रेणूंच्या सरासरी आकारमानाचे मूल्य काढले.

सत्येंद्रनाथ बोस ह्यांच्याबरोबर आइनस्टाइन ह्यांनी पुंज-सांख्यिकीला दिलेले योगदान म्हणजे बोस-आइनस्टाइन स्टॅटिस्टिक्स होय. ज्या मूलकणांच्या वर्तनाचे, ऊर्जापातळी धारण करण्याचे नियम ह्या संख्याशास्त्रानुसार आहेत त्या मूलकणांना बोसॉन असे संबोधले जाते.

जर्मनीत १९३३ साली नाझी राजवट सुरू झाल्यावर ते अमेरिकेस आले. प्रिंस्टन इन्स्टिट्यूट ऑफ अ‍ॅडव्हान्स स्टडी येथे ते रुजू झाले. आयुष्याच्या अखेरपर्यंत ते ह्या संस्थेत कार्यरत होते.

आईनस्टाइन ह्यांनी १९३९ साली अमेरिकेचे तत्कालीन अध्यक्ष रूझव्हेल्ट ह्यांना एका पत्राद्वारे जर्मनी अण्वस्त्र बनविण्याची शक्यता असून त्यामुळे बाकीच्या जगाला असलेल्या धोक्याची जाणीव करून दिली. परिणामी कुप्रसिद्ध मॅनहॅटन प्रकल्प तातडीने हाती घेण्यात आला. केंद्रकीय शृंखला अभिक्रिया आणि यूरेनियम ह्यावर मोठ्या प्रमाणांत संशोधन झाले आणि दुसऱ्या महायुद्धादरम्यान अणुबॉम्ब बनविणारा अमेरिका हा पहिला देश ठरला.

आईनस्टाइन ह्यांना १९४० साली अमेरिकेचे कायम स्वरूपी नगरिकत्व मिळाले. अमेरिकेत होणारा गुणांचा सन्मान, कामासाठी  मिळणारे स्वातंत्र्य, मत स्वातंत्र्य इत्यादी गोष्टींमुळे अमेरिकेची संस्कृती आइनस्टाइन ह्यांना भावली. नंतरच्या काळात इस्त्रायलने त्यांना राष्ट्राध्यक्षपद देऊ केले; परंतु त्यांनी ते नाकारले.

नोबेल पुरस्काराव्यतिरिक्त वैज्ञानिक जगतातील अनेक प्रतिष्ठेचे पुरस्कार आइनस्टाइन ह्यांना मिळाले. रॉयल सोसायटी ऑफ लंडनचे कोपले पदक, मॅक्स प्लॅंक पदक, फ्रँकलिन पदक, फ्रेंच अ‍ॅस्ट्रॉनॉमिकल सोसायटीचा ज्युल्स जसिन पुरस्कार असे अनेक प्रतिष्ठेचे पुरस्कार आइनस्टाइन ह्यांना मिळाले. अनेक विद्यापीठांनी त्यांना मानद डॉक्टरेटच्या पदव्या दिल्या. त्यांचे नाव ठिकठिकाणचे मनोरे, विज्ञान संग्रहालये, वैज्ञानिक संस्था यांना दिली गेले. त्याचप्रमाणे १९५२ साली करण्यात आलेल्या पहिल्या हायड्रोजन बॉम्बच्या स्फोटामुळे तयार झालेल्या रासायनिक अवशेषांतून शोधल्या गेलेल्या ९९ अणुक्रमांक असलेल्या रासायनिक मूलद्रव्याला आइनस्टाइन यांच्या नावावरून आइनस्टाइनिअम असे नाव देण्यात आले. चंद्रावरील एका विवराला आणि अलास्कामधील एका पर्वत शिखरालादेखील त्यांचे नाव दिले गेले आहे.

आईनस्टाइन ह्यांचे ३०० पेक्षा अधिक शास्त्रीय शोधनिबंध आणि १५० पेक्षा अधिक इतर विषयावरील पुस्तके प्रसिद्ध आहेत. द वर्ल्ड अॅज आय सी इट, मिनींग ऑफ रिलेटीव्हीटी, बिल्डर्स ऑफ युन्हिवर्स, द इव्होल्यूशन ऑफ फिजिक्स हे त्यापैकी काही उल्लेखनीय ग्रंथ होत.

विसाव्या शतकातील सर्वश्रेष्ठ शास्त्रज्ञ म्हणून गणल्या गेलेल्या आइनस्टाइन यांचा वयाच्या ७६ व्या वर्षी प्रिन्स्टन येथे मृत्यू झाला.

संदर्भ :

• https://www.famousscientists.org/albert-einstein/
• https://www.space.com/15524-albert-einstein.html
• https://www.thefamouspeople.com/profiles/albert-einstein-539.php

समीक्षक :  हेमंत लागवणकर