אלברט איינשטיין

• ביוגרפיה
• תורת היחסות
• 6 דקות קריאה

הפיזיקאי ששינה את מה שאנחנו יודעים על זמן, מרחב ואנרגיה — ציר זמן של חייו, מה אומרת תורת היחסות, ומה הקשר שלו לישראל.

התשובה בקצרה

אלברט איינשטיין היה פיזיקאי יהודי יליד גרמניה שחי בין 1879 ל־1955. הוא ניסח את תורת היחסות, שמראה שזמן ומרחב אינם קבועים, ושמסה ואנרגיה הן שני פנים של אותו דבר.

1. תורת היחסות הפרטית: ב־1905, ובה המשוואה המפורסמת על מסה ואנרגיה.
2. תורת היחסות הכללית: ב־1915 — הסבר חדש לכוח המשיכה, כעקמומיות של המרחב והזמן.
3. פרס נובל בפיזיקה: לשנת 1921, על ההסבר לאפקט הפוטואלקטרי — לא על תורת היחסות.

למי זה מיועד: אנרגיה וכוח המשיכה נלמדים בחטיבת הביניים, וההסבר כאן מתאים לכל מי שמכיר אותם. אם אתם צריכים רק את המשוואה — היא בסעיף השני.

מי היה אלברט איינשטיין

איינשטיין נולד בעיר אולם שבגרמניה, למשפחה יהודית. הוא לא אהב את בית הספר הנוקשה ועזב אותו בגיל 15. שנה אחר כך ניגש לבחינת קבלה לאוניברסיטה הטכנית בציריך — והצטיין במתמטיקה ובפיזיקה, אבל נכשל במקצועות אחרים. אחרי שנה נוספת בבית ספר בשווייץ התקבל.

גם אחרי שסיים את הלימודים, אף אוניברסיטה לא רצתה להעסיק אותו. הוא מצא עבודה כפקיד במשרד הפטנטים בברן, ובזמנו הפנוי חשב על פיזיקה. ב־1905, כשעדיין עבד שם, פרסם ארבעה מאמרים ששינו את הפיזיקה.

שנה	מה קרה
1879	נולד באולם, גרמניה.
1896	מתחיל ללמוד באוניברסיטה הטכנית בציריך.
1902	מתחיל לעבוד במשרד הפטנטים בברן, שווייץ.
1905	“שנת הפלאות”: ארבעה מאמרים, ובהם תורת היחסות הפרטית.
1915	מציג את תורת היחסות הכללית.
1919	תצפית בליקוי חמה מאשרת את התורה, ואיינשטיין הופך למפורסם בכל העולם.
1922	מקבל את פרס נובל בפיזיקה לשנת 1921.
1923	מבקר בארץ ישראל, ונושא הרצאה בהר הצופים.
1933	עוזב את גרמניה עם עליית הנאצים, ומשתקע בפרינסטון שבארצות הברית.
1952	מוזמן לכהן כנשיא מדינת ישראל, ומסרב.
1955	נפטר בפרינסטון, בגיל 76.

תורת היחסות

תורת היחסות הפרטית יוצאת משתי הנחות. הראשונה: חוקי הפיזיקה זהים לכל מי שנע במהירות קבועה. השנייה: מהירות האור זהה לכל צופה, לא משנה כמה מהר הוא עצמו נע. את ההנחה השנייה איינשטיין לקח ממשוואות של ג’יימס קלרק מקסוול.

מההנחות הפשוטות האלה יוצאות מסקנות מוזרות מאוד. שעון שנע מהר מתקתק לאט יותר משעון שעומד. שום דבר לא יכול לנוע מהר יותר מהאור. ומסה יכולה להפוך לאנרגיה, לפי המשוואה המפורסמת ביותר בפיזיקה:

מהירות האור היא מספר עצום, והמשוואה מכפילה אותה בעצמה. לכן כמות זעירה של מסה שווה לכמות אדירה של אנרגיה. זה מה שמזין את השמש: בכל שנייה, מיליוני טונות מהמסה שלה הופכים לאור ולחום.

עשר שנים אחר כך הרחיב איינשטיין את התורה לכוח המשיכה. לפי תורת היחסות הכללית, גוף כבד מעקם את המרחב והזמן סביבו, כמו כדור באולינג שמונח על טרמפולינה. גופים אחרים, וגם קרני אור, נעים לאורך העקמומיות הזו. ב־1919, בזמן ליקוי חמה, מדדו אסטרונומים שהאור של כוכבים רחוקים מתכופף ליד השמש — בדיוק בשיעור שאיינשטיין חזה. על תורת היחסות הכללית נשענת גם תאוריית המפץ הגדול, שמתארת איך היקום התחיל ואיך הוא מתפשט.

האור, פרס נובל והקשר לישראל

אחד המאמרים של 1905 עסק בתופעה שנקראת האפקט הפוטואלקטרי: אור שפוגע במתכת יכול לעקור ממנה אלקטרונים. המוזר היה שאור אדום חזק לא עוקר אף אלקטרון, ואור כחול חלש כן. איינשטיין הסביר שהאור מגיע במנות קטנות של אנרגיה, והאנרגיה של כל מנה תלויה בצבע. ההסבר הזה היה אחת מאבני היסוד של תורת הקוונטים, שבהמשך פיתחו נילס בוהר ואחרים.

איינשטיין תמך ברעיון הציוני, ופעל להקמת האוניברסיטה העברית בירושלים. ב־1923 נשא את ההרצאה המדעית הראשונה בהר הצופים. בצוואתו הוריש לאוניברסיטה את הארכיון שלו ואת הזכויות על כתביו. ב־1952 הציעה לו ממשלת ישראל לכהן כנשיא המדינה. איינשטיין סירב, וכתב שאין לו את הניסיון והכישורים לעבודה עם אנשים.

איפה רואים את זה בחיים

• אור השמש

  השמש זורחת כי בליבה שלה מסה הופכת לאנרגיה. בלי המשוואה של איינשטיין אי אפשר להסביר מאיפה מגיעה כל כך הרבה אנרגיה.

• לוחות סולאריים

  אור שפוגע בלוח משחרר בו אלקטרונים ויוצר זרם חשמלי. זו אותה הבנה של האור כמנות אנרגיה, שעליה קיבל איינשטיין את פרס נובל.

• הניווט בטלפון

  השעונים בלוויינים של מערכת הניווט מתקתקים בקצב שונה מהשעונים על כדור הארץ, כמו שתורת היחסות חוזה. בלי תיקון, המיקום היה משתבש בכמה קילומטרים ביום.

שאלות נפוצות

האם איינשטיין נכשל במתמטיקה?

לא. זה מיתוס. איינשטיין הצטיין במתמטיקה מגיל צעיר, ולמד לבד חומר מתקדם כבר כנער. בבחינת הקבלה לאוניברסיטה הוא אכן נכשל — אבל במקצועות כמו שפות, לא במתמטיקה ובפיזיקה.

מה אומרת תורת היחסות במשפט אחד?

שזמן ומרחב אינם קבועים ומוחלטים, אלא תלויים במהירות של מי שמודד ובכוח המשיכה סביבו. מהירות האור היא הדבר היחיד שנשאר זהה לכולם.

למה איינשטיין סירב להיות נשיא ישראל?

הוא כתב שהוא מתרגש מההצעה, אבל שכל חייו עסק בעניינים מדעיים, ואין לו את הכישורים והניסיון לתפקיד ציבורי. הוא נפטר כשנתיים וחצי אחר כך.

לפני תורת היחסות — אנרגיה

בקורס הפיזיקה לכיתה ט’ כל נושא מוסבר בסרטון, עם תרגילים פתורים לאורך הדרך. משלמים פעם אחת, והקורס נשאר אצלכם.

לקורס כיתה ט’

או מתחילים בחינם: חוברת הפיזיקה לכיתה ט’, להורדה