Einstein tavle

Einstein kröker universum

En höstdag år 1907 slår det plötsligt Einstein att en person i fritt fall skulle känna sig tyngdlös. Idén hjälper honom att komma fram till hur gravitationen kan förklaras, men hans geniala hjärna får slita hårt med den bakomliggande matematiken.

9 november 2015

Trots att Einstein med sina fyra avhandlingar har satt dagordningen för 1900-talets fysik samt tilldelats en doktorstitel för sin insats, får han inga jobberbjudanden i forskarvärlden – han får inte ens anställning som lärare på gymnasienivå. På patentverket belönas han åtminstone med en ansenlig löneförhöjning, och man befordrar honom från teknisk expert av tredje klassen till teknisk expert av andra klassen.

Som alltid sitter Einstein och arbetar vid sitt skrivbord veckans alla dagar utom söndagar, och trots att han har en liten familj att ta hand om – år 1904 fick han och Mileva en son – tar han sig tid att spela med en stråkkvartett minst en gång i veckan. Men vad han än gör kan han inte frigöra sig från en gnagande känsla av att relativitetsteorin faktiskt har vissa brister.

Einstein drömmer om att vidareutveckla teorin, så att den även förklarar gravitationen. När han en höstdag år 1907 sitter böjd över sina anteckningar slås han av en tanke som han senare beskriver som sitt livs allra lyckligaste.

Plötsligt slår det honom att om en person befinner sig i fritt fall så skulle han inte känna sin egen tyngd; han skulle känna sig tyngdlös. Denna enkla insikt överrumplar Einstein och hjälper honom att komma en helt ny teori om gravitationen på spåret: Allmänna relativitetsteorin. Men det krävs många år av strävsamt arbete och utmattande hjärngymnastik för att utveckla den spontana tanken till en färdig, storartad teori.

Få koll på gravitationen i vår Blixtakademi

Kusin och flickvän

Fyra år efter det att Einstein revolutionerat vetenskapen erbjuds han sin första professur. På hösten 1909 blir han lektor vid universitetet i Zürich. Efter det går det fort: Den akademiska världen har hunnit smälta Einsteins artiklar och fått upp ögonen för hans genialitet. Från alla världens hörn kommer erbjudanden om prestigefyllda tjänster.

Från Zürich går färden år 1911 till Prag. Året därpå återvänder Einstein till Zürich, och 1914 övertalas fysikens 35-åriga underbarn att tacka ja till en professur samt att bli medlem i den preussiska vetenskapsakademin i Berlin.

För första gången får Einstein nu möjlighet att fördjupa sig i sin teori om gravitationen, men forskningsfriheten och den höga lönen är inte det enda som gör jobbet attraktivt. I Berlin bor också Elsa Löwenthal, Einsteins kusin – och flickvän.

Einstein med grundaren av Universal Studios. Troligen juni 1932. Einsteins andra hustru Elsa Löwenthal lägger sig i samtalet som föregår på tyska.

Äktenskapet med Mileva har knakat i fogarna under en längre tid, och i ett brev skriver Einstein till sin fru att hon är en ”osympatisk, humorlös person som inte får ut någonting av livet och som genom sin själva existens släcker andra människors livsglädje”.

Tillsammans med Mileva har Einstein nu två söner. Men barnen är i stort sett det enda de har gemensamt; paret gör inget annat än bråkar. Mileva är svartsjuk på sin makes framgångar, vänner och arbete, medan Einsteins kusin Elsa är både omtänksam mot och stolt över honom.

När Einstein är sjuk tar Elsa hand om honom. Hon ger honom en borste så att han kan tämja sitt vildvuxna hår och hon tvättar och stryker hans kläder så att han ser presentabel ut på fina middagar. När han begraver sig i sitt arbete och glömmer bort allt annat ordinerar hon motion, vila och hälsosam mat. Hennes rekommendationer är emellertid helt bortkastade: ”Jag tänker röka som en borstbindare, arbeta som en häst, äta utan att fundera närmare på vad jag stoppar i mig och bara gå ut och promenera i verkligt angenämt sällskap”, påpekar Einstein.

I februari 1919 skiljer sig Einstein från Mileva Maric. Tre månader senare gifter han sig med sin kusin Elsa.

Detroniserar Newton

Dag som natt arbetar han som besatt för att utveckla sin ursprungliga relativitetsteori. Det går ofta veckor utan att han kommer utanför dörren. En bekant som hälsar på honom berättar att Einstein ser ut som ”ett tankspritt, långhårigt lejon som just har fått en stark elektrisk stöt”. Han är ofta så uppslukad av sitt arbete att han glömmer bort att äta och sova ordentligt, och i hans stora men sparsamt möblerade lägenhet svämmar golven över av tättskrivna papperslappar med formler och matematiskt klotter.

Einstein vänder och vrider på sin egen hjärna, grubblar och tänker, men tvingas slokörad inse att hans matematiska förmåga inte räcker till för den utmaning som han har ställts inför. ”Jag har fått en enorm respekt för matematiken, vars mer subtila delar jag i mitt oförstånd hittills har betraktat som ren lyx”, skriver han i ett brev till en bekant.

Den klassiska geometrin räcker helt enkelt inte till för att beskriva Einsteins bild av universum, så han stöter hela tiden på problem med sina ekvationer. Men med hjälp av bland andra Marcel Grossmann, en gammal vän och matematiker, lyckas han efter ett riktigt kraftprov komma så långt att han år 1913 kan presentera utkastet till en teori som rycker undan mattan från den klassiska världsbilden. Rummet är inte platt och absolut som Isaac Newton, en av historiens största naturvetenskapsmän, påstod. I stället är det krökt, och gravitationen är en krökning av rummet, hävdar Einstein. I samma andetag medger han att teorin för tillfället inte är något annat än ett påstående – kanske till och med ett osammanhängande sådant, vilket även hans skeptiska fysikerkollegor påpekar.

En satellit har bekräftat att jordens gravitation kröker rymden.

När Einstein håller föredrag och berättar om sin relativitetsteori finns det folk som blir begeistrade. Men de flesta forskare förkastar teorin, som i deras ögon inte bara strider mot sunt förnuft, utan också vänder upp och ner på alla vedertagna föreställningar om begrepp som rörelse, tid och rum.

Själv är Einstein övertygad om att han har rätt, men för att undanröja alla tvivel föreslår han ett praktiskt experiment: Hans förutsägelser innebär att ljuset från en avlägsen stjärna skulle böjas när det passerar nära solens gravitationsfält. Just detta fenomen kan påvisas med hjälp av fotografier av stjärnor nära solen vid en total solförmörkelse.

Världskrig kommer emellan

Nästa solförmörkelse kommer att inträffa den 21 augusti 1914 och vara synlig i södra Ryssland. Einstein uppmuntrar astronomerna att testa teorin.

”Inget mer kan nu göras av teoretikerna. I den här saken är det bara de, astronomerna som nästa år kan göra den teoretiska fysiken en ovärderlig tjänst”, skriver han sensommaren 1913.

En ung astronom i Berlin, Erwin Freundlich, säger sig vara villig att anta Einsteins utmaning, men han saknar pengar. ”Se bara till att beställa de fotografiska plåtarna. Ödsla inte tid på grund av pengaproblem”, svarar Einstein, som tillägger att han om så krävs kan bidra med sina egna blygsamma besparingar.

Men det behöver han inte, eftersom privata donatorer träder fram. Den 19 juni 1914 sätter Erwin Freundlich kurs mot Krim tillsammans med några kollegor.

Men något kommer i vägen för det stora avslöjandet av universums hemligheter. 20 dagar före förmörkelsen, den 1 augusti 1914, förklarar Tyskland Ryssland krig. På Krim tillfångatas Erwin Freundlich och hans kollegor av den ryska armén, som dessutom konfiskerar deras utrustning. När månen glider in framför solen sitter Freundlich bakom galler. Han släpps visserligen efter några veckor, men då har solförmörkelsen redan inträffat. Därmed är Einstein återigen ensam i sina försök att komma i mål med sin teori.

Punkt slut

Under resterande del av år 1914 och större delen av 1915 isolerar sig Einstein i arbetsrummet i sin lägenhet, där han sliter med sitt stora verk. Medan Europa härjas av krig arbetar han som besatt. På randen av utmattning och nära ett sammanbrott kan den 36-årige fysikern i november 1915 sätta punkt för en av de största vetenskapliga upptäckterna någonsin: Allmänna relativitetsteorin.

”Den här teorin är oförlikneligt vacker”, säger Einstein självsäkert till en vän, medan han för en annan berättar: ”Det är mitt livs viktigaste upptäckt.” Nu återstår bara att praktiskt bevisa att teorin stämmer med verkligheten. Einstein behöver ännu en solförmörkelse.

Läs nästa kapitel: Beviset – Världshistorien får en fixstjärna (OBS! Kräver inloggning på Illustrerad Vetenskaps webbplats)

Relativitetsteorin 100 år: Läs det stora temat om Albert Einstein och hans relativitetsteori

Också läsa

Kanske är du intresserad av...

Hittade du inte vad du söker? Sök här: