EINSTEINIUM

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

18

H

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

13

14

15

16

17

He

Li

Be

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

B

C

N

O

F

Ne

Na

Mg

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

Al

Si

P

S

Cl

Ar

K

Ca

Sc

Ti

V

Cr

Mn

Fe

Co

Ni

Cu

Zn

Ga

Ge

As

Se

Br

Kr

Rb

Sr

Y

Zr

Nb

Mo

Tc

Ru

Rh

Pd

Ag

Cd

In

Sn

Sb

Te

I

Xe

Cs

Ba

La

Hf

Ta

W

Re

Os

Ir

Pt

Au

Hg

Tl

Pb

Bi

Po

At

Rn

Fr

Ra

Ac

Rf

Db

Sg

Bh

Hs

Mt

?

?

?

 

?

 

 ?

 

 

 

 

Ce

Pr

Nd

Pm

Sm

Eu

Gd

Tb

Dy

Ho

Er

Tm

Yb

Lu

 

 

 

 

Th

Pa

U

Np

Pu

Am

Cm

Bk

Cf

Es

Fm

Md

No

Lr

 

Es, atomnr. 99, molvekt for den stabileste isotopen 252,083 g, for de vanligste 253,085 og 254,088 g, elektronkonfigurasjon (Rn)+5f11-7s2, smeltepunkt ca. 860 C, varmeledningsevnen oppgis til 0,1 W/cm/K, lavt til metall å være, men typisk for gruppen. I motsetning til de lettere actinidene har ikke einsteinium noe komplisert spektrum i det synlige området, det er to markante linjer i grønt ved 5161 og 5204 og en svakere i gult ved 5616 Å, men det er mange linjer i det nære ultrafiolette rundt 3500 Å.

Einsteinium hører til gruppe 3, også kalt bi- eller sidegruppe 3, 3b, IIIb og benevnt de sjeldne jord(arts)metallene. Det har (1995) 21 kjente isotoper og isomerer, alle radioaktive. Den eneste betastabile (d.v.s. som hadde vært stabil hvis einsteinium ikke hadde ligget i alfa-ustabilitetsområdet) er 253, med halveringstid 20,47 dager, men tre andre har lengre halveringstid, 252 lengst med 471,7 dager, 254 med 275,7 dager og 255 med 39,8 dager. Es 257 er en helt spontanfisjon med 7,8 dagers halveringstid. Forøvrig har 251 33 timer og de andre noen få timer eller kortere.

HISTORIE
Mellom stammene, under palmekronene som raslet sakte i stillehavsbrisen, jaktet en slank seilerhunn insekter til den sultne ungen sin som hang og duvet i det merkelige fjær-reiret hun hadde klistret til palmeløvet. Inne i skogen hang de flyvende hundene og sov i klaser i trekronene og ventet på natten, uforstyrret av de skrikende heirene som sto i tretoppene og forsvarte territoriene sine. På stranden hadde en suppeskilpadde nettopp lagt ferdig eggene sine for å sikre den neste generasjonen og akte seg tilfreds ned mot havet, hvor koralldyrene satt på revsidene og vinket og viftet etter plankton og små frøkenfisker danset som sommerfugler mellom korallgreinene. I skogkanten sto det en klynge løvhytter av mikronesertypen og ved vannkanten lå et par utliggerkanoer. Men hyttene var tomme og øde, kanoene var morkne og sprukne, ingen hadde brukt dem på mange måneder. I lagunen var det forankret noen skip, truende silhuetter med skyts rettet mot himmelen. Men også disse var øde og forlatt, ingenting rørte seg på dem unntatt et par nysgjerrige måker. Inne på øya sto en merkelig konstruksjon, et tårn av blankt, dekorløst metall. Et sted tikket en klokke.

"Stille bærer vannet den lille båten.
Fjernere og fjernere som gjennom tåke
ser jeg ennå det kjære hjemlandet mitt,
det kjære hjemlandet mitt.
Det blåser en kald vind som lager bølger i vannet,
og det stakkars lengtende hjertet mitt blir grepet av kulden,
grepet av kulden, av kulden."

Mileva Maric, 1899

Synet var uvirkelig. Om morgenen hadde de startet fra Torriglia. De hadde krysset Scrivia samme formiddag og så hadde de holdt strak kurs etter kompasset over de siste fjellryggene til de sto her og så ut over det endeløse blå Middelhavet. Han sto og bare pustet noen åndedrag og glemte tiden, lot den slippe forbi seg i strømmer og virvler uten å gjøre krav på den, lot den fare videre til mennesker og dyr, planter og døde ting i alle land for å gjøre sitt verk med dem. Dette øyeblikket var hans. Om de neste årene ikke skulle bli så lykksalige, hadde han iallfall dette. Langt der nede lå Genova, han regnet med at de ville være framme før det ble mørkt. Gjett om slektningene i den lille byen der nede ville bli overrasket!

Albert var 15 år. Bak seg hadde han en sommer i frihet. Sammen med kameraten Otto Neustätter satt han på en stubbe og nøt utsikten tankefull mens de spiste den siste nistematen. Hva lå foran? Aldri mer skole, hadde han sagt. Aldri mer! Han hadde blitt både sjokkert og bitter da familien flyttet til Milano og lot ham være igjen i München for å ta eksamen på den katolske skolen. Han hatet den. Lærerne var tosker som innbilte seg at de var generaler. Elevene hånte ham for jødenavnet og den store nesa hans. Han tok igjen ved å gjøre narr av de katolske trossetningene deres og tok ikke fem øre for å opponere mot lærerne i timene. Avstraffelsene for det tok han imot med stoisk ro. Tross alt var det til å holde ut så lenge han hadde familien å komme hjem til, lillesøsteren Maja var hans beste venn. Men henne hadde de også tatt med til Milano. Han holdt ut i tre måneder. Så oppsøkte han en lege og ba ham om å skrive ut en attest på nervesammenbrudd.

Han og Otto hadde tilbrakt mye tid her oppe i Apenninene denne sommeren, det var som en rus med det praktfulle landskapet, det varme klimaet og de åpne og frie menneskene i de små fjellbygdene, totalt forskjellig fra det han var vant med hjemme i München. Men sist han var hjemme hadde faren kommet med dårlige nyheter. Det var for å begynne på nytt igjen at de hadde flyttet til Italia. I München hadde faren Hermann Einstein sammen med broren Jacob siden 1880, året etter at Albert ble født i Ulm den 14. mars, drevet en fabrikk for elektriske apparater. Men dette var en tid da den tekniske industrien konsoliderte seg i store landsomfattende selskaper, som Siemens & Halske AG og Allgemeine Elektricitäts-Gesellschaft. Den lille jødiske familiebedriften kunne ikke konkurrere med disse gigantene, og etter konkursen bestemte de seg for å prøve på nytt i Italia, hvor konkurransen ikke var så hard og antisemittismen mindre følbar. Men utover sommeren 1894 ble det klart at det ikke ville lykkes. Albert hadde fått beskjed om at han måtte skaffe seg en eksamen og få seg jobb i et firma. Familien kunne ikke forsørge ham lenger.

Albert sukket. Bli ingeniør og jobbe i Siemens eller AEG? Tanken var ikke overmåte fristende. Han som ville utforske universets mysterier! Han tok opp kompasset og så på det. Nåla var en pil som viste vei, uansett vær og lysforhold, uansett hvilke hindringer som lå foran i landskapet. Han kunne vel vært en 4, kanskje 5 år gammel første gangen han hadde sett et slikt kompass og blitt fascinert av denne nåla som holdt retningen uansett hvordan man vendte på det, men som beveget seg rart i nærheten av de elektriske apparatene. Han hadde vært full av spørsmål. De hadde vist ham hva en magnet gjorde med nåla og sa at Jorda var en eneste stor magnet. Men de hadde ikke kunnet forklare hvorfor magneten gjorde dette. Kompasset hadde vært uunnværlig her oppe i fjellene denne sommeren. De visste at hvis de fulgte det, ville de komme fram. Merkelig...

Han tenkte på vennen Max Talmey, en fattig student som familien inviterte til middag en dag i uka, slik skikken var blant de sørtyske jødene. Som barn hadde han vært intenst religiøs, han deltok høytidelig i seremoniene og så strengt på foreldrene hvis de slurvet. Max hadde snudd opp ned på alt dette. Det var ikke mer enn tre år siden de hadde møttes første gangen, men det hadde vært innholdsrike år. Han hadde ofte med seg populærvitenskapelige hefter til ham, små, billige publikasjoner på dårlig papir som mer eller mindre feilfritt fremstilte tidens forskningssensasjoner. Det hadde vært en åpenbaring for ham, og han begynte å se lærerne på den katolske skolen i et nytt lys. De arrogante, uutholdelig autoritære figurene var slett ikke ufeilbarlige. Mange av de tingene de lærte fra seg var jo direkte gale! Allerede da han var i 9-årsalderen hadde onkel Jacob moret seg med å lære ham litt algebra, og måpte av forundring da guttungen stilte opp et bevis for den pytagoreiske læresetningen. Max hadde gitt ham en bok om euklidsk plangeometri som ble hans dyrebareste eiendel. Et halvt århundre senere omtalte han den fortsatt som "das heilige Geometriebuch". Matematikken ble hans lidenskap. Ingenting var vagt og upresist der, alt var enten sant eller usant, ingen mellomting.

Akkurat som i musikken. Albert hadde blitt tvunget til å ta fiolintimer fra han var 6 til han var 14, men hadde ikke hatt noen glede av det før i 13-årsalderen, da han oppdaget Mozart. Fra da av var fiolinen trofast ved hans side så lenge han levde.

Uten eksamenspapirer var det ikke lett å komme inn på noen ingeniørskole, det var enda en trøst, men faren hadde allerede løsningen også på dette punktet. Eidgenossische Technische Hochschule i Zürich, den mest ansette tekniske skolen utenfor Tyskland, tok opp elever hvis de besto en opptaksprøve. Albert skulle dra til Zürich og melde seg til denne opptaksprøven. Han ville også gjøre et ærlig forsøk på å klare den, han var godt rustet i matematikk og naturvitenskap, og det var sikkert de fagene det ville bli lagt vekt på i opptaksprøven.

De pakket ned matboksene, trakk sekkene på ryggen og begynte å gå nedover fjellsiden. Over dem strakte pinjene seg høye, fuglene sang på kvistene og Sola skinte fra en nesten skyfri himmel, det var en deilig dag. Inne i fuglene svirret elektronene rundt karbonkjernene, nede i berget sendte noen kjerner ut alfa- eller betapartikler og kanskje gammastråler når de omdannet seg til kjerner av andre grunnstoffer. Noen partikler fra Sola og andre partikler fra fjerne stjerner eller galakser boret seg inn i atmosfæren og kolliderte med kjernene i luftmolekylene og noen av fragmentene fra disse kollisjonene banet seg vei helt ned til Albert selv om de egentlig var for ustabile til å kunne eksistere så lenge at de kunne gjøre det. Men dette var det ingen som visste noe om sommeren 1894.

- Marcel, stå her, rop hvis det kommer noen!
Vanligvis hadde ikke menn adgang nattestid til Frau Engelbrechts pensjonat for kvinnelige studenter i Plattenstrasse 50, men Albert hadde besluttet å gjøre et unntak. Han måtte treffe Mileva nå, det kunne ikke vente. Før hadde han ikke brydd seg noe større om kvinner, de var tomme pyntedukker som det var umulig å prate med. Men Mileva var annerledes. Han kunne snakke med henne om alt. Hun var hans like. De var skapt for hverandre...

Albert likte seg i Sveits. Her var ikke skolene organisert som kaserner, det var ikke jevnlige militærparader i gatene og folket valgte selv lederne sine. Halvt nedslått hadde han oppdaget at han ikke skjønte et kvekk av oppgavene i fransk, engelsk, zoologi og botanikk ved opptaksprøven til ETH, men han brukte eksamenstida til å avgi fyldige utredninger i matematikk. Dette gjorde såpass inntrykk på sensorene at de skaffet ham inn på kantonskolen i Aarau midt mellom Zürich og Bern, hvor han kunne få seg en eksamen. Her fikk han for første gang en lærer som inspirerte ham, fysikklæreren August Tuschmid, som ikke nøyde seg med å terpe inn de nødvendigste pensumkunnskapene, men også ga elevene et innblikk i de problemene dagens fysikere konsentrerte seg om å løse. Han hadde sagt at det sentrale problemet i tidens fysikk var å forene Newtons mekaniske verdensbilde med elektromagnetismens likninger. Albert kom til den slutningen at ren matematikk var for abstrakt, han ville konsentrere seg om fysiske problemer fra nå av..

Han fikk eksamen fra kantonskolen i 1896. Samtidig fikk han innvilget søknaden om frasigelse av det tyske statsborgerskapet og ble statsløs. Andre måter var det ikke å slippe unna militærtjenesten på. Han meldte seg igjen til opptaksprøven for ETH, og besto den. Høsten 1896 begynte han på høyskolen i linjen for vordende naturfaglærere, han hadde bestemt seg for å bli lærer i stedet for ingeniør.

Århundret gikk mot slutten, en ny tid var i emning, en gammel sto for fall. Også fysikken var utsatt for oppskakende oppdagelser som fikk de gamle lovene til å vakle. Röntgen oppdaget noen merkelige stråler i 1895. Inspirert av ham oppdaget Becquerel sine egne året etter. En polsk student begynte å arbeide med disse strålene på Sorbonne-universitetet i Paris.

På ETH gikk Albert aldri på forelesninger. Han fikk en venn, Marcel Grossmann, som tok med forelesningsnotater til ham og diskuterte dem over en lunsj og et glass på kafeen hvis det var noe særlig interessant. Men det var det sjelden, det meste av kunnskapene sine tilegnet han seg ved selvstendige studier i biblioteket på ETH. Studentene hadde stor frihet og han tilbrakte mye tid på de velutstyrte fysikklaboratoriene for å finne ut om det eksisterte en eter, et himmelstoff som lyset forplantet seg gjennom på samme måte som lyden gjennom luft. Han var blitt grundig vaksinert mot autoriteter i Tyskland og tiltalte aldri professorene med ærbødighet, han betraktet seg som deres likemann. Men det var ikke alltid de var enige i det. I 1898, da Ramsay og Travers oppdaget edelgasser i London og paret Curie radium og polonium i Sorbonne, oppdaget han den ungarske studenten Mileva Maric.

Mileva var født 19/12 1875 av en velstående serbisk familie i Ujvidek i Ungarn i provinsen Vojvodina, som nå er en del av Serbia, Ujvidek heter i dag Novi Sad. Hun var intelligent og interesserte seg for naturvitenskap allerede som barn. Derfor sendte familien datteren til Sveits for å studere, landet formelig krydde av rikmannsdøtre fra land som diskriminerte kvinner på utdanningsinstitusjonene. Etter et år på Höhere Töchterschule ble hun opptatt som legestudent på universitetet i Zürich i 1895, men lengtet etter en renere naturvitenskap og søkte opptak på ETH året etter. Hun klarte opptaksprøven der uten problemer (i motsetning til Albert) og begynte på skolen høsten 1896. I klassen for fysikk og matematikk var det fire gutter foruten henne selv. En av dem var Albert.

Hun var for sjenert til å skaffe seg venner, for innadvendt til å finne glede i annet enn studiene og musikken, hun var en fremragende pianist. Hun var halt og hadde store komplekser for det. Men Albert syntes hun var interessant og tiltrekkende, med store, mørke, intelligente øyne. De begynte å prate sammen. Han var hennes rake motsetning, en rebell og bohem, selvbevisst, full av kreativ energi og livslyst. Men de hadde begge en uslukkelig intellektuell nysgjerrighet som førte dem sammen.

Mileva var alt annet enn konservativ av innstilling, men ble skremt av all oppmerksomheten hun fikk fra den unge livsnyteren. Hjemme i Ujvidek regnet man halte kvinner for å være uegnet som kone-emner og hun hadde forlengst slått fra seg alle romantiske drømmer. Hun ville bli en berømt fysiker slik at faren skulle bli stolt av henne! Derfor søkte hun om å bli opptatt på universitetet i Heidelberg i Tyskland, og flyttet dit i oktober. Men universitetsmiljøet i Heidelberg var lite imøtekommende mot kvinnelige studenter. Albert fortsatte å sende henne brev og hun oppdaget at hun savnet ham. Februar 1899 flyttet hun tilbake. Hun tok inn på pensjonatet til Frau Engelbert, hvor hun fikk et par venner.

Albert var overlykkelig. Men hva skulle han gjøre med denne snerpetheten hennes? Han begynte å rose henne for de fritenkerske idealene hennes og oppmuntret henne til å være "vill som en uteligger" og kalte henne "villdyret mitt" og "den lille ville skurken min" i brevene. Han fortalte henne hvor lykkelig han var "som hadde funnet en skapning som var hans like, som var like sterk og uavhengig som ham selv." Mileva beundret ham. Hun syntes han var perfekt, han var midtpunktet i livet hennes - de var ett, som "én stein" isammen. Portene i Plattenstrasse begynte å bli utrygge om nettene.

Men forholdet var like fysikalsk som fysiologisk. De begynte å arbeide sammen om å finne ut av de fysiske problemene i samtiden. Det fortelles at Albert var den som styrte ut på det opprørte havet og navigerte etter inspirerte ideer, mens Mileva var den pragmatiske logikeren som løste de matematiske problemene med systematisk besluttsomhet. I brevene sine til henne diskuterer han ustanselig fysiske problemer og snakker om arbeidet og teoriene deres. Men selv skriver hun aldri noe om fysikk i de svarene som er bevart.

Newtons bevegelseslover hadde i drøye 200 år vært fundamentet for forståelsen av den fysiske verden. Men det tidlige 1800-tallets undersøkelser av elektriske og magnetiske fenomener med Michael Faraday i spissen inspirerte James Clerk Maxwell fra Edinburgh i Skottland til å stille opp likninger som formulerte fenomenene matematisk. Gjennom dem viste det seg at de representerte felles elektromagnetiske krefter, at lyset også var av samme slag og at alle disse kreftene forplantet seg med samme hastighet, den høyeste mulige hastigheten. Snart var radiotelegrafien et faktum. Maxwells likninger forklarte fenomenene godt og var mot slutten av 1800-tallet blitt populære og alment aksepterte. Men de stemte ikke alltid overens med Newton-mekanikken.

For eksempel sier de at lyshastigheten er konstant og uavhengig av hastigheten til lyskilden. Etter Newtons lover ville dermed en reisende med lysets hastighet ikke kunne se seg i speilet, iallfall hvis vedkommende holdt det foran seg. Men da ville lyshastigheten være 0 for den reisende og altså ikke uavhengig av hastigheten. Hvis den skulle være uavhengig av hastigheten måtte lyset bevege seg med normal fart fra ansiktet til speilet og altså egentlig med det doble av lyshastigheten fordi reisehastigheten kommer i tillegg. Men da er ikke lyshastigheten konstant!

Albert hadde fundert til han nesten mistet hodet over dette dilemmaet, men redningen kom i form av Galileo Galilei, som allerede på 1600-tallet hevdet at all jevn bevegelse er relativ og ikke kan oppdages uten en sammenlikning med et ytre punkt. I en farkost som beveger seg helt jevnt er det ikke mulig å oppdage om den beveger seg eller står stille uten å kikke ut. Dette ble formulert som relativitetsprinsippet i 1870 av Ernst Mach, og Albert antok at hvis det fortsatt skulle gjelde, måtte det ikke være mulig for en reisende å kunne måle hastigheten ved å finne ut hvor lang tid det tok for lyset å flytte seg fra et sted til et annet i farkosten, f.eks. ved å observere at speilbildet forsvinner når man kommer opp i lyshastigheten.

Ok, da antar vi at relativitetsprinsippet og Maxwell-likningene er gyldige. Hva med Newton-mekanikken? Den sier at hastighet er lik strekning delt på tid. Hvis en lyskilde er i bevegelse og en observatør i ro skulle måle samme lyshastighet som en som følger med lyskilden, var den eneste løsningen at tiden eller strekningen forandret seg i stedet. Det var på tide med nye tanker om tid og rom.

Etter eksamen i 1900 hadde Albert problemer med å skaffe seg jobb. Det var vanlig at de uteksaminerte kandidatene fikk med seg en anbefaling til arbeidsgiveren de søkte hos fra lektorer som ville gå god for dem, men Albert hadde ikke noen fans blant lektorene på ETH. Han hadde spart opp til et sveitsisk statsborgerskap i håp om at det skulle hjelpe noe, og sendte inn søknaden i 1899. Fra 1901 var han offisielt sveitsisk borger.

Mileva gikk opp til eksamen tidlig i 1901, men strøk i matematikk. Deretter dro hun på ferie til Alberts familie i Italia og hadde med seg bøkene, hun ville gå opp igjen til høsten. Albert fulgte etter. Mileva kom ikke så godt overens med foreldrene hans, mamma Pauline sa at hvis han skulle gifte seg måtte det bli med en kvinne, ikke en bok som denne her. Han bare smilte. De lyse vårkveldene var hete. Men de hadde vært uforsiktige...

Albert hadde klart å klore til seg noen strøjobber, kalkulasjonsoppdrag, lærervikariater, privatundervisning. Men det var ikke fett. Etter eksamenspugginga var han lei av hele vitenskapen, men etter noen måneder i denne situasjonen kom interessen tilbake, og han prøvde seg med å sende en artikkel om kapillæreffekten til det anerkjente tidsskriftet Annalen der Physik. Den ble tatt inn og kom ut i 1901. Han sendte en kopi til professor Wilhelm Ostwald i Leipzig, forfatteren av en generell kjemibok som den var bygd på, med spørsmål om han hadde en jobb å tilby. Det kom ikke noe svar, ikke en gang da pappa Hermann skrev en inntrengende bønn til professoren 3 uker senere i et brev som Albert ikke fikk vite om før etter farens død. Albert skrev også til professor Heike Kamerlingh-Onnes i Leijden, men uten resultat.

Marcel skjønte hvordan det var fatt med ham og spurte faren sin om ikke noe kunne gjøres. Faren kjente direktøren ved det sveitsiske patentkontoret i Bern, Friedrich Haller, og Albert ble innkalt til intervju. Men det var ikke noen stilling ledig, og det var åpenbart at han manglet de rette tekniske kvalifikasjonene. Albert fikk et 3 måneders vikariat som matematikklærer ved den tekniske skolen i Winterthur, og på fritida skrev han en ny artikkel om termodynamikk som han sendte til professor Alfred Kleiner ved universitetet i Zürich som doktoravhandling. Den ble ikke godtatt, men kom ut senere i Annalen der Physik.

Mileva var ulykkelig. Det var ikke synlig enda, men hun visste at samværet hadde gitt resultater nå. Venner merket at forholdet hadde forandret seg mellom de to og lurte på om det gikk mot slutten. Hun gikk opp til ny prøve, men hun var nedtrykt og ute av lage, og strøk igjen. Hun reiste hjem til foreldrene i Ujvidek. Der fikk hun i januar 1902 en datter som hun kalte Liese eller kanskje Liesel og omtalte med kjælenavnet Lieserl. Foreldrene fikk henne bortadoptert så raskt det lot seg gjøre, fulle av skam og harme. Albert satt hjemme i Sveits og skrapte sammen noen få francsedler på å lære bort elementær matematikk til trege gymnasiaster. Han kunne intet gjøre, det var knapt nok så han kunne forsørge seg selv.

Den 11. desember 1901 ble det utlyst en stilling ved patentkontoret, ingeniør av 2. klasse. Albert var ikke sen om å sende inn søknaden. Han flyttet til Bern, men månedene gikk med vikariater og privatundervisning før det ble noe ut av det. Nå var ikke disse privattimene helt fruktesløse, for gjennom dem ble han kjent med Conrad Habicht og Maurice Solovine, og disse tre dannet det formidable "Olympia Academie", som møttes, oftest på Alberts hybel, for å diskutere filosofi, fysikk, litteratur og hva som helst over et enkelt måltid, gjerne langt utover nettene, stundom avbrutt av dunking i veggene fra gretne naboer. Han fikk også tid til å sende en ny artikkel til Annalen der Physik, som ble publisert liksom de andre.

Dette glade ungkarslivet led ikke under at han tiltrådte stillingen som temporær teknisk ekspert av tredje klasse med et salær på 3500 SFR i året den 23. juni 1902. Om dagen jobbet han med å vurdere patentgyldigheten av diverse elektrotekniske og andre påhitt og om kvelden diskuterte han dagens store vitenskapelige spørsmål med vennene sine i det "olympiske akademiet". Ble det noen ledige stunder, åpnet han en skuff og tok opp noen notater hvor han puslet videre med de temaene de hadde diskutert om kvelden, men hvis noen banket på døra, stakk han dem skyldbevisst ned i skuffen igjen. Livet var ganske trivelig, tross alt. Men i oktober kom det dårlige nyheter hjemmefra. Pappa Hermann hadde dødd, han var bare midt i 50-årsalderen.

Det var et hardt slag. Albert skjønte det ikke. Hvis noen fortjente å dø, så var det iallfall ikke pappa Hermann, hederligere menneske fantes ikke. Skulle han ikke gjerne dødd selv for at faren skulle få leve? Hvorfor skulle dette skje nå da alt var i ferd med å ordne seg til det beste? Han skjønte det ikke. Han begynte å tenke. Han kunne ikke forsømme forpliktelsene sine lenger. Han skrev til Mileva og spurte om hun ville gifte seg med ham, han hadde fast jobb nå. I januar 1903 står de foran alteret.

Mye var forandret. Mileva var tilbake. Han var familieoverhode nå. "Annalen" utga regelmessig artiklene hans. Han begynte å arbeide grundigere med dem. Ville ikke sende dem fra seg før de var perfekte i form og innhold. Det "olympiske akademiet" møttes ikke så mye lenger, men til gjengjeld hadde han Mileva å diskutere med. Han sendte en ny artikkel om termodynamikk i januar og en tredje året etter, alle tre gjaldt en ny utvikling av det statistiske aspektet av entropien. Conrad vendte hjem til familien i Schaffhausen i 1904 og Maurice dro til Paris året etter.

I 1904 fikk også Albert og Mileva en sønn, Hans Albert, og Albert rykket opp til permanent patenttekniker. Samtidig fikk han en ny kollega på kontoret, en venn fra de glade ETH-dagene, Michele Besso. Han var både begavet og kunnskapsrik, og en ideell diskusjonspartner, både konstruktivt kritisk, oppmuntrende og entusiastisk, og Alberts fantasi fikk nye vinger. De diskuterte mellom øktene på kontoret, og diskusjonene fortsatte gjerne på hjemveien også. På vårparten 1905 skrev han til Conrad at han hadde 4 nye avhandlinger i beddingen. Disse artiklene hadde han visstnok skrevet sammen med Mileva, iallfall har den russiske fysikeren Avram Fjodorovitsj Joffe sagt at han hadde sett tre av manuskriptene undertegnet med Einstein-Marity. Marity var den ungarske formen for Maric, Mileva pleide å signere med den. Men i tidsskriftet er bare Albert nevnt som forfatter. De fire artiklene kom ut i løpet av året 1905, som er et merkeår for fysikken...

Den første av dem hadde han omtalt til Habicht som "veldig revolusjonerende". Den ble sendt til tidsskriftet den 17. mars. I 1900 hadde Max Planck klart å konstruere en matematisk formel som beskrev fordelingen av bølgelengdene i strålingen fra et glødende legeme, et såkalt "svart legeme", d.v.s. et legeme som ikke avgir annen stråling enn varmestrålingen. Men da han skulle prøve å finne en fysisk forklaring på formelen kom han bare til den absurde konklusjonen at materiepartiklene ikke kunne avgi energi jevnt, men bare i hakk. I noen år strevde han og resten av fysikkverdenen med å finne en forklaring som stemte både med de jevne lysbølgene og en formel som beskrev strålingen like godt som Plancks formel, men uten å lykkes. I avhandlingen sin skrev Albert at den tradisjonelle beskrivelsen av materien som besto av atomer og stråling som besto av jevne, kontinuerlige felt ikke kunne stemme overens hvis materiepartikler avga stråling. Han hevdet at strålingen også måtte bestå av partikler og grunnga det ved hjelp av sine gamle ideer om statistisk entropi. Hvis man så på stråling som en gass av partikler kunne fenomenene forklares matematisk til fullkommenhet. Han ramset opp en rekke eksempler på slike fenomener, ikke minst den fotoelektriske effekten. Hvis metaller ble belyst, avga de elektroner. Men forskjellige metaller begynte å avgi elektroner bare med lys under en viss bølgelengde, og energien til elektronene var også avhengig av bølgelengden. Dette stemte ikke med bølgelikningene til Maxwell i det hele tatt, men partikkelteorien forklarte det med letthet.

Den neste artikkelen sendte han i april. "En ny beregning for størrelsen av molekyler". Her brukte han de termodynamiske ideene han hadde utviklet til å beregne diameteren av f.eks. et sukkermolekyl til ca. 0,00000013 cm og en verdi for Avogadros tall. En kopi av denne artikkelen sendte han til professor Kleiner i Zürich for om mulig å få den godtatt som doktoravhandling. Igjen fikk han den i retur, med beskjed om at den var for kort. Han la til en eneste setning, og sendte den tilbake. Denne gangen var det doktorgraden han fikk i returbrevet. På tittelbladet av doktoravhandlingen (men ikke "Annalen"-artikkelen) hadde han tilføyd en dedikasjon til vennen, dr. Marcel Grossmann.

Den tredje sendte han i mai. Her brukte han termodynamikken og beregningen av molekyldimensjonene til å forklare de "brownske" bevegelsene av en synlig partikkel i en væske som støt fra molekylene i væsken og stilte opp en formel for bevegelsene ved å sammenlikne dem med diffusjon. På denne måten ga han molekylteorien et reelt fysisk grunnlag, det var flere anerkjente fysikere og kjemikere som ennå så skeptisk på atomer og molekyler på denne tida.

Den fjerde artikkelen var om noe helt annet, "Om elektrodynamikken hos legemer i bevegelse". Den ankom redaksjonen til Annalen der Physik 30. juni 1905. Her postulerer han at Machs relativitetsprinsipp gjelder for lyset også, og at lyset forplanter seg i tomt rom med en uforanderlig hastighet c som er uavhengig av hastigheten til den lysende gjenstanden, og utvikler en elektrodynamisk teori for legemer i bevegelse som gjør det unødvendig å innføre en eter som lyset forplanter seg i. Han avslutter artikkelen med en takk til sin venn og kollega M. Besso for hjelpen i arbeidet med problemet, og sier at han står i gjeld til ham for en rekke verdifulle innspill.

Den amerikanske fysikeren Albert Abraham Michelson konstruerte i 1881 et følsomt interferometer som registrerte interferensen mellom to lysstråler fra samme lyskilde hvor den ene hadde tatt en omvei. Maxwell hadde kort før sin død i 1879 foreslått at man kunne bruke et slikt interferometer til å påvise eteren, fordi Jordas bevegelse gjennom eteren kanskje påvirket forplantningen av lyset på samme måte som en båt påvirkes av strømmen i en elv.

En motorbåt som seiler fram og tilbake 1 sjømil med 8 knops fart i helt stille vann bruker nøyaktig 1 time. Men hvis strømmen er 1 knop, bruker båten mot strømmen 4/(8-1) = 0,571 timer og med strømmen 4/(8+1) = 0,444 timer, altså tilsammen 1,015 timer, litt mer enn i stille vann. Generelt bruker et legeme som beveger seg med hastigheten c i forhold til en strøm av hastighet v, fram og tilbake en strekning d tiden d/(c+v)+d/(c-v) = d(c-v+c+v)/(c+v)(c-v) = 2cd/(c2-v2) = (2d/c)/(1-v2/c2), hvor faktoren 2d/c er tiden som brukes i stille vann og 1/(1-v2/c2) er forlengelsesfaktoren. Hvis båten seiler fram og tilbake på tvers av elva i stedet for på langs blir det også en forsinkelse, for den må dreie litt mot strømmen for å unngå å bli ført med den og seiler egentlig diagonalt i forhold til vannet den flyter gjennom. Når båten er nådd fram har vannet flytt vt nautiske mil nedstrøms mens båten har lagt ct nautiske mil vann bak seg på den brukte tiden t. Hvis elva er d nautiske mil bred blir ifølge den pytagoreiske læresetningen d2+v2t2=c2t2 og v2t2-c2t2=-d2 og t2(v2-c2)=-d2 og t2=d2/(c2-v2), så tida t er lik dÖ(1/(c2-v2)) eller (d/c)/Ö(1-v2/c2). Forlengelsesfaktoren for bevegelse på tvers av strømmen er altså nøyaktig lik kvadratroten av faktoren for bevegelse på langs av strømmen.

For eksperimentet til Michelson var c lyshastigheten og v hastigheten til Jorda i eterstrømmen, mens d var stykket den ene lysstrålen måtte bevege seg i interferometeret hans. Astronomene ventet seg mye av forsøket, for de håpet å finne en komponent i bevegelsen som kunne si noe om hvordan Sola beveget seg rundt et eventuelt universets sentrum også eller om det kanskje fantes enda mer overordnede strukturer. Forunderlig nok merket ikke Michelson noen effekt uansett hvordan han snudde og vendte på interferometeret sitt. Lyshastigheten viste seg å være den samme i alle retninger.

Den nederlandske fysikeren Hendrik Antoon Lorentz hadde også jobbet med Maxwell-likningene. Uavhengig av hverandre prøvde han og den irske fysikeren George Francis FitzGerald å forklare fenomenet ved at interferometeret på en eller annen måte forkortet seg i bevegelsesretningen med denne faktoren 1/Ö(1-v2/c2), slik at det kompenserte for effekten av eterstrømningen. Ifølge dette skulle legemer bli tydelig kortere når de nærmet seg lyshastigheten og miste lengden fullstendig ved full lyshastighet. Tilfeldige påhørere av disse diskusjonene måtte vel tro at fysikerne holdt på miste hodet fullstendig, mange romaner om gale vitenskapsmenn ble til på denne tida. Lorentz postulerte også i 1895 eksistensen av elektroner og utledet i 1904 Lorentz-transformasjonen for å regne ut plasseringen av punkter i forhold til koordinatsystemer som er i bevegelse i forhold til hverandre ved å bruke forkortningshypotesen på elektronene. Hvis x er posisjonen langs x-aksen i et koordinatsystem, t tida, v hastigheten til et annet koordinatsystem i forhold til det første og c lyshastigheten er i følge Lorentz-transformasjonen x i det andre koordinatsystemet (x-vt)/Ö(1-v2/c2). De to andre koordinatene y og z er helt analoge. Men han oppdaget at han måtte regne ut en annen tid også for det andre koordinatsystemet, nemlig t=(t-vx/c2)/Ö(1-v2/c2).

For at to personer som beveger seg med forskjellig hastighet i forhold til en lyskilde skulle kunne måle den samme lyshastigheten måtte tiden og rommet de observerte forandre seg hvis hastigheten, rom delt på tid, skulle bli den samme. Tidsmålinger baserer seg på tanken om samtidige hendelser, f.eks. betyr utsagnet "Romme gikk 3000 m på 3.42,75" at Gianni Romme krysset målstreken samtidig som tidtakeranlegget viste 3.42,75. Men Albert mente at hendelser som er samtidige for en observatør ikke nødvendigvis var det for en annen. (Samtidighetens relativitet.) Anta at et romskip er 300000 km langt. Romskipet er helt åpent innvendig, uten tverrvegger, innsiden er kledd med lysabsorberende materiale, mens i hver ende er det et speil med en åpning i midten ut til en glasskuppel. Akkurat midt i romskipet står du med en veldig sterk blitzpære som plutselig går av. Et sekund senere ser du refleksen av blinket i begge speilene, samtidig. Skipet flyr forbi en person med en hastighet på 100000 km/s og denne personen ser at det blinker i glasskuplene - men ikke samtidig. For i løpet av det halve sekundet det tar for lyset å nå endene av skipet har det beveget seg slik at den forreste enden er 200000 km fra stedet hvor lyset ble sendt ut og den bakerste bare 100000 km fra. Observatøren ser blinket først i den bakre kuppelen og så i den forreste.

Albert brukte et liknende tankeeksperiment til å utlede en generell formel for tidsforskyvningen. Et lysblink sendes ut på tvers av fartsretningen, reflekteres i et speil og registreres av en teller, som straks sender ut et nytt lysblink. Han mente altså at en observatør som ikke er med på bevegelsen ville se færre blink pr. tidsenhet ved økende hastighet fordi lyset fikk lengre avstand å tilbakelegge. Hvis avstanden mellom telleren/lyskilden og speilet er L, og romskipet beveger seg en avstand d innen lyset er reflektert tilbake, har lyset for den utenforstående observatøren beveget seg Ö(d2+4L2) ifølge den pytagoreiske læresetningen. Hvis lyshastigheten er c, har lyset for ham brukt tida t = Ö(d2+4L2)/c på dette. Hastigheten til romskipet, eller v, er lik d/t. Men for en observatør i romskipet har lyset bare beveget seg to ganger på tvers av skipet, og det har det gjort i løpet av tida t' = 2L/c. For å finne forholdet mellom t (tida for den utenforstående observatøren) og t' (tida for den reisende), kombinerer vi disse forholdene, og med noen enkle matematiske triks (klarer du det?) blir resultatet t = t'/Ö(1-v2/c2).

Dette er altså tidsforskyvningen. Ved hastigheter nær lyshastigheten, såkalte relativistiske hastigheter, blir effekten stor, f.eks. hvis v = 0,8c, vil den utenforstående observatøren se at tida går bare 60 % så fort ombord på skipet, og likeså vil de reisende kunne observere at tiden bare går 60 % så fort for observatøren som den gjør for dem, for effekten er fullstendig gjensidig ifølge relativitetsprinsippet. Ved vanlige hastigheter, selv de vi vanligvis regner for store, er virkningen knapt nok merkbar i det hele tatt, derfor var den også ukjent så lenge. En supersonisk jetjager kan kanskje fly i 3600 km/t i 2 timer ifølge klokka ombord. Tida sett utenfra blir da 2 timer og 0,00000014 sekunder (0,14 mikrosekunder).

Det er et populært science-fiction-tema å la relativistiske astronauter komme tilbake til en forandret klode med gamle eller døde venner og slektninger. I forbindelse med denne effekten har det vært mye diskusjoner om det såkalte tvilling-paradokset. Når en tvilling reiser fra tvillingbroren eller -søsteren sin, kommer tilbake igjen og altså ikke er like gammel lenger, skulle man tro ifølge de foregående avsnittene at det ikke er mulig å si hvem som er eldst og hvem som er yngst fordi effekten er gjensidig. Men der glemmer man at for å kunne komme tilbake igjen må den reisende snu.

Sett at du drar en tur til Proxima Centauri, en reise på 4,3 lysår, og kommer tilbake igjen. Etter en kort akselerasjonsfase kommer du opp i 0,99 c og sørger for å bremse opp igjen like før du kommer til stjernen. Samme forløp har tilbakereisen. Disse akselerasjons- og bremsefasene har også en virkning på tiden, men vi kan se bort fra den fordi de er korte. Når du kommer tilbake til Jorda har det der gått 8,6/0,99 = 8,69 år. Men for deg har tiden gått saktere, så for deg har reisen bare tatt 8,69xÖ(1-0,992) = 1,23 år ifølge den relativistiske formelen.

Mens du er underveis vil riktignok begge fra sitt ståsted, eller koordinatsystem som det kalles i matematikken, oppleve at den andre beveger seg bort fra den andre med en viss fart og at tida går saktere for den andre. Det som gjør forskjellen er at du som reiser bytter fra et felles koordinatsystem for begge ved begynnelsen til et eget som beveger seg, tilbake til det felles systemet når du er framme ved Proxima Centauri, og bytter til et tredje koordinatsystem som beveger seg motsatt vei når du skal hjemover igjen for til slutt å gå tilbake til det felles systemet. Den tvillingen som holder seg hjemme bruker derimot det samme koordinatsystemet hele tida, og resultatet av alle disse operasjonene er derfor at effekten totalt sett ikke er gjensidig.

Som nevnt blir begrepet samtidighet litt annerledes enn det vi er vant med hvis vi ferdes med store hastigheter. Hvis du har med deg et teleskop som er så sterkt at du kan observere slektningene dine nede på Jorda og de har et teleskop som er så sterkt at de kan observere deg, vil både du og slektningene dine når du er på vei til stjernen kunne observere direkte at tida går saktere for den andre, ikke bare med den relativistiske faktoren Ö(1-v2/c2), men faktisk omtrent det dobbelte, fordi dere fjerner dere fra hverandre nesten med lyshastigheten og det tar stadig lengre tid å overføre bildene fra den ene til den andre. Når slektningene dine ser at du er framme ved Proxima Centauri er nesten hele ventetida på 8,69 år faktisk allerede gått for dem, på et par måneder nær. Men for deg er det bare gått en snaue 8 måneder, og for deg har det ikke vært så veldig foruroligende å observere vennene dine, for etter det du kunne se har de ikke blitt mer enn et par måneder eldre på den tida. Men når du er på vei hjemover igjen blir det annerledes, for nå ser vennene dine at du nærmer deg som et lyn, for du beveger deg nesten med lyshastigheten og lyset frakter også bildet ditt med lyshastigheten ned til dem. Av samme grunn ser du også at ting skjer med en rasende fart nede på Jorda, men i motsetning til vennene dine, som opplever dette på et par måneder, går det 7-8 måneder også på tilbakeveien for deg, slik at du kommer tilbake til venner og slektninger som til sammen er blitt 8,69 år eldre.

For mer om dette, se: http://math.ucr.edu/home/baez/physics/twin_paradox.html

På tilsvarende måte som ovenfor utledet Albert en generell formel for lengdeforkortelsen til Lorentz og FitzGerald, l' = l/Ö(1-v2/c2), og en formel for å legge sammen relativistiske hastigheter som aldri ga et resultat over c: vsum = (v1+v2)/(1+v1 v2/c2). Prøv f.eks. å regne ut med v1 = v2 = 0,75c eller hvis begge hastighetene er lik c eller hvis de er små, ikkerelativistiske hastigheter.

1905-raptusen var ikke slutt med dette. I september sendte Albert en artikkel hvor han brukte de elektrodynamiske likningene fra den forrige artikkelen og regnet ut at massen til et legeme minker hvis det sender ut energi og foreslo at det kunne testes på radium. I en lang artikkel i Jahrbuch der Radioaktivität i 1907 generaliserer han dette ved å hevde at resten av massen også har energi.

Hva skjer egentlig når en gjenstand begynner å nærme seg lyshastigheten? Vel, for å oppnå dette, trengs det mye kraft. Ifølge Newtons klassiske fysikk fører kraften (F) til en akselerasjon (a), som er avhenging av massen (m) til gjenstanden: a = F/m. Albert tenkte seg et elektron i bevegelse som ble akselerert av en kraft og et koordinatsystem som fulgte med elektronet. Men ifølge Lorentz-transformasjonen får kraften stadig mindre tid på seg til å akselerere elektronet når farten øker. Han satte opp en generell ny formel for akselerasjon med relativistisk tid, a = F/m(1-v2/c2)3/2. Ifølge denne ville akselerasjonen med en konstant kraft synke med hastigheten og stadig mer kraft ville trenges for å oppnå samme akselerasjon, ved lyshastigheten ville akselerasjonen bli null og for å oppnå lyshastigheten ville kraften måtte bli uendelig stor, noe som er umulig. En annen måte å si dette på er at elektronet får større og større treghet, det blir tyngre å skyve på, som om det hadde større masse.

Newton definerte arbeid (W) som produktet av kraften (F) som påvirker et legeme og resultatet av arbeidet, d.v.s. hvor langt (d) det er flyttet. Altså W = Fd. Men hvis massen av legemet er m og arbeidet fører til at det oppnår en hastighet v, er også arbeidet lik mv2, dette kalles også kinetisk energi, altså den bevegelsesenergien arbeidet har resultert i. Men Albert hadde funnet ut at ved lyshastigheten kunne man gjøre så mye arbeid man ville uten at hastigheten økte. Derfor brukte han den nye formelen for kraften og utledet en formel for relativistisk arbeid: W = mc2/Ö(1-v2/c2) - mc2.

Merk at denne formelen har to ledd. Det ene varierer med hastigheten, mens det andre er konstant, uansett hastighet. Han tenkte at hvis tregheten til et legeme økte når man gjorde arbeid med det, var det jo også interessant at det hadde en viss treghet allerede før man begynte å arbeide på det. Men det som skjer når man gjør arbeid på et legeme er at energien, den kinetiske energien øker. Kunne det da være mulig at også treghet er energi? Han kalte leddet mc2/Ö(1-v2/c2) for legemets totale energi og formulerte sammenhengen mellom arbeidet og den totale energien (E) som E = W + mc2. Det betyr at hvis du ikke utfører arbeid på det i det hele tatt, har legemet likevel en energi E = mc2.

Da relativitetsteorien ble alment kjent (om ikke forstått) noen år senere, kom den sistnevnte formelen på alles lepper, hvert barnehagebarn kjente til den, ikke minst fordi den utmerket seg med en slående enkelhet sammenliknet med de andre med alt dette Ö(1-v2/c2)-rusket. Men også fordi den formulerer det betydningsfulle faktum at masse og energi er to aspekter av samme sak, at energi kan omdannes til masse og masse til energi. De to formlene E = mc2 og E = hn, hvor n er frekvensen og h Plancks konstant kalles begge Einsteins likninger, de bærer altså både etternavnet hans og inneholder forbokstaven i etternavnet. Men egentlig var Planck den første som formulerte den sistnevnte likningen.

Lorentz hadde publisert transformasjonen sin i 1904 uten at Albert visste om det, han satt jo på patentkontoret sitt og fikk ikke tak i alle slags fysiske journaler. Men den franske fysikeren Henri Poincaré leste om den og skrev samme år først en artikkel hvor han korrigerte Lorentz og sent på året en artikkel som kom ut i 1906, og inneholdt mange av de vesentlige aspektene ved relativitetsteorien. Det var altså ikke mange månedene om å gjøre, men selv om Albert hadde kommet senere, var hans teori mer fullstendig.

"Stille bærer vannet den lille båten.
Fjernere og fjernere som gjennom tåke
ser jeg ennå det kjære hjemlandet mitt,
det kjære hjemlandet mitt.
Det blåser en kald vind som lager bølger i vannet,
og det stakkars lengtende hjertet mitt blir grepet av kulden,
grepet av kulden, av kulden."

Mileva Maric, 1899

Fjernt var hjemlandet nå, som gjennom tåke så hun det. Og det begynte å blåse. Arbeidet de hadde gjort begynte å vekke oppsikt. Resultatene var helt fra begynnelsen kontroversielle, men de hadde gjort godt arbeid, konklusjonene var krystallklare, det meldte seg også sterke støttespillere, og det kom anerkjennelse.

Einstein-navnet begynte å bli kjent. Hun var stolt av det, hun var Mileva Einstein nå. Ved siden av husstellet og barnepasset engasjerte hun seg med glød i det nye arbeidet som Albert hadde satt i gang med, en kvanteteori for lyset. Håpet om å skaffe seg eksamen fra ETH hadde hun lagt til side, hva skulle hun med den? Hun arbeidet jo med den mest avanserte fysikk i verden her hjemme.

Men Albert var i ferd med å forandre seg. Folk fra alle kanter i verden ville ha tak i ham. De lyttet til ham, han vokste av anerkjennelsen. Ingen ville ha tak i Mileva, ingen lyttet til henne, hun vokste ikke.

Albert jobbet fortsatt som kontorist på patentkontoret og skrev på artiklene sine i fritida. Men nå så han muligheten til å tjene til livets opphold med denne hobbyen sin, slik at han kunne konsentrere seg bedre om en karriere i vitenskapen. Han ville prøve å bli privatdosent ved universitetet i Bern, det var kravet for å bli professor at man måtte være privatdosent først. Første trinn var å sende inn en vitenskapelig avhandling. Han sendte inn relativitetsteorien. Men den kom i retur med begrunnelsen at den var uforståelig. Oppgitt la han universitetskarrieren på hylla og prøvde i stedet å skaffe seg en lærerstilling ved den tekniske skolen i Winterthur, hvor han hadde jobbet som vikar og hvor Marcel allerede var blitt professor. I januar 1908 søkte han også på en utlyst stilling som matematikklærer ved kantongymnaset i Zürich.

Nå grep Alfred Kleiner inn, professoren i Zürich som hadde tatt imot doktoravhandlingene hans. Han innkalte ham til et møte og ba ham om å prøve å bli privatdosent en gang til. Denne gangen prøvde han med en av kvanteavhandlingene, og den ble godtatt også. Dette var riktignok en ubetalt stilling, han måtte beholde jobben på kontoret og hadde undervisningsplikter ved universitetet i Bern i tillegg. De pliktene var han riktignok heller slurvete med. Og våren 1909 ble det opprettet et ekstraordinært professorat i teoretisk fysikk ved universitetet i Zürich. Opprinnelig ble Friedrich Adler anbefalt til stillingen, men han var en kjenning av Albert og nektet plent med den begrunnelsen at han ikke rakte Albert til kneskålene. Og den 7. mai kunne Albert titulere seg professor og si opp jobben sin på patentkontoret.

Karrieren til Albert begynte nå å kjøre i hurtigtogsfart. Allerede før han tok fatt på de professorale pliktene ble han invitert til sin første vitenskapelige kongress, den 81. kongressen for tysktalende vitenskapsmenn og fysikere i Salzburg i september 1909. Der møtte han for første gang noen av gigantene i europeisk fysikk og opplevde at de så på ham med respekt og nesten ærefrykt. I 1910 ble sønnen Eduard født. Han var mye syk, og Mileva fikk heretter ikke så mye tid til fysikk som før. I 1911 ble Albert tilbudt et ordinært professorat ved det tyske universitetet i Praha, og flyttet dit med familien. Han avslo tilbud fra Utrecht og Leijden og Wien mens han foreleste i Praha, det sistnevnte også med tilbud om et klekkelig salær. Men i januar året etter ble han tilbudt et tiårig professorat i teoretisk fysikk ved ETH, institusjonen som ikke hadde funnet å kunne anbefale ham til noen jobb tidligere. Det kunne han ikke motstå, og familien flyttet tilbake til Sveits. Men Max Planck og Walter Nernst la planer om å lokke ham til Berlin. De tilbød en direktørstilling ved det nystiftede Kaiser Wilhelm-Institut für Physik i Berlin og et professorat i teoretisk fysikk med medlemskap i det kongelige prøyssiske vitenskapsakademiet med et spesielt stipend. Albert tenkte at, tja, hvorfor ikke? Fysikermiljøet der i byen var litt av en gullgruve. Han flyttet til Berlin i april 1914, men han ble ikke tysk statsborger igjen før i 1918, da keiserdømmet og den prøyssiske militarismen var falt til fordel for republikken.

Tilbake i Zürich hadde Albert innledet et fruktbart samarbeid med Marcel Grossmann, som nå var professor i matematikk ved høyskolen. Mileva var mer til besvær enn nytte for ham nå, og heller ikke var hun særlig mye til glede, all denne karrierejakten med flyttelass og unger på slep tok på. Albert beklagde seg til venner over humørløsheten hennes. Han syntes misstemningen i hjemmet harmonerte dårlig med situasjonen de var kommet i og virket forstyrrende på det viktige arbeidet han var i gang med. Kort tid etter at de var installert i Berlin bestemte han seg for at dette ikke kunne fortsette lenger. Han forela henne et forslag til overenskomst for at ekteskapet skulle kunne fortsette. Hun skulle holde klærne hans i orden, servere ham tre måltider om dagen i rommet hans, oppgi all personlig kontakt med ham unntatt ved selskapelige anledninger og uten protest fjerne seg fra soverommet eller studerkammeret hans hvis han forlangte det. Mileva tok med seg barna og flyttet tilbake til Zürich, hvor hun ble boende til hun døde i 1948. Som del av separasjonsavtalen lovet Albert at hun skulle få hele pengebeløpet som fulgte med den nobelprisen han ventet seg hvert øyeblikk.

Like etter ble det krig. Som pasifist var Albert en av bare fire vitenskapsmenn i Tyskland som undertegnet en protest mot en erklæring fra en rekke kolleger som støttet krigen. Men han hadde jobbet videre med relativiteten, nå med Marcel som matematisk samarbeidspartner, og i 1915 offentliggjorde han sin 'generelle relativitets- og gravitasjonsteori'. Den spesielle relativitetsteorien hadde bare tatt jevn, rettlinjet bevegelse i betraktning. Den franske fysikeren Jean Bernard Léon Foucault hadde uten å se Jorda utenfra brukt pendler til å vise at planeten roterte. Tilsynelatende gjaldt altså ikke relativitetsprinsippet for rotasjonsbevegelser. Men en rotasjonsbevegelse er ikke jevn. Legemer som deltar i roterende bevegelser beveger seg ikke fritt, de akselereres stadig til den ene siden. Fikk de bevege seg helt fritt ville de fortsette i en rett linje, omtrent som slegga i friidrettsøvelsene. Ingen av de bevegelsene vi ser til daglig er egentlig frie. Baller, biler, okser, spurver og kattunger bremses av friksjonen i luft, vann eller underlaget og stoppes av ting de støter på eller henger fast i, og de akselereres av vinden, egen motor eller drivkraft, av spark og støt eller av tyngdekraften. Hastigheten forandrer seg, vanligvis i et veldig komplisert mønster.

Tyngdekraften er en egenskap ved massen som virker akselererende på legemer i omgivelsene, og det Albert, som hadde bevist at masse var energi, nå var opptatt av å bevise, var at tyngdeakselerasjonen og all annen akselerasjon gikk ut på det samme. Den generelle relativitetsteorien er bygd på et prinsipp som likner relativitetsprinsippet til den spesielle, nemlig at det ikke er mulig å merke forskjell på tyngdeakselerasjon og annen akselerasjon hvis du ikke registrerer at du er i bevegelse. Han tenkte seg at en person var innestengt i en kasse uten vinduer. Hvis den sto på bakken ville personen føle seg trukket mot bunnen av kassen av tyngdeakselerasjonen, men hvis noen kastet den utfor et stup og den kom i fritt fall, ville ikke tyngdekraften trekke ham mot noen spesiell del av kassen og han ville dermed sveve fritt inne i den, som i vektløs tilstand. Hvis kassen befant seg ute i verdensrommet ville han oppleve akkurat det samme. Men hvis det var festet en motor til den som trykket på den med en konstant kraft, ville han bli trykket mot den veggen motoren var festet på og oppleve det nøyaktig som en tyngdekraft. Dette kalte Albert ekvivalensprinsippet.

Albert hadde strevd mye med å finne en troverdig fysisk forklaring på all den matematikken han hadde utledet i 1905 med hjelp av Mileva og Michele. Men den polsk-tyske matematikeren Hermann Minkowski kom med et fruktbart bidrag i form av den firedimensjonale geometrien som han la fram på de tysktalende vitenskapskongressene 1907 og 1908 før han døde året etter, bare 45 år gammel. Han hadde lest relativitetsartikkelen til Albert og kommet til den konklusjonen at rommet er firedimensjonalt, og at den fjerde dimensjonen ved rommet er tiden. Han hadde nemlig funnet ut at hvis man betraktet dem på den måten blir ikke de tilsynelatende sprø og paradoksale konsekvensene av relativitetsteorien så absurde likevel.

Minkowski regnet at tids- og avstandsaksen er to akser i et koordinatsystem, og de to begivenhetene representerer to punkter i koordinatsystemet. I et todimensjonalt plan vil koordinatene til to punkter være forskjellige i forskjellige tilfeldig valgte koordinatsystemer, men avstanden mellom dem vil alltid være den samme og regnes ut som kvadratroten av summen av kvadratene på avstandene mellom koordinatene. For at tid skal kunne regnes som avstand må den konverteres til meter, og den eneste logiske måten å gjøre dette på er å bruke lyshastigheten, ett sekund er altså lik 299792458 meter. Minkowski fant ut at hvis han gikk ut fra relativitetslikningene var ikke summen av kvadratet av avstanden mellom avstandskoordinatene og kvadratet av avstanden mellom tidskoordinatene, den samme for alle koordinatsystemer, men i dette tilfellet er det faktisk differansen som er den samme.

Hvis en astronaut i bane rundt Jorda har en puls i hvile på 60, merker han at hjertet slår to ganger med nøyaktig ett sekunds mellomrom, men han merker ikke at det er noen forskjell i posisjon mellom de to slagene. For de som overvåker livsfunksjonene hans nede i kontrollrommet er det derimot 8 kilometers avstand mellom de to begivenhetene, og på grunn av den relative hastigheten er også tidsforskjellen litt større, nemlig 1,000000000356 sekunder. For astronauten er avstandsforskjellen 0 og tidsforskjellen 1 sekund eller 299792,458 km, det vil si at differansen er kvadratet av 299792,458, mens for personalet i kontrollrommet er avstandsfordkjellen 8 km, som kvadreres til 64, og tidsforskjellen er 1,000000000356 sekunder eller 299792,458 + 0,000107 km, og ved å bruke formelen (a+b)2=a2+2ab for kvadrering av summen av et stort og et lite tall finner vi at kvadratet av tidsforskjellen er kvadratet av 299792,458 pluss 2x299792,458x0,000107, som er 64.

I et vanlig tredimensjonalt aksesystem er avstanden mellom to punkter som har koordinatene (x1,y1,z1) og (x2,y2,z2) lik Ö((x1-x2)2+(y1-y2)2+(z1-z2)2). Mens i det firedimensjonale tidsrommet er avstanden Ö((x1-x2)2+(y1-y2)2+(z1-z2)2-(t1-t2)2). Problemet med disse beregningene er at man ofte må ta kvadratrøtter av negative tall. Men det er ikke umulig å regne med slike kvantiteter, det er bare å innføre faktoren Ö-1, så kan man regne videre på vanlig måte. Kvantiteter som inneholder denne faktoren kalles gjerne imaginære, og bryter på sett og vis med vanlig geometrisk folkeskikk, men utviklingen i fysikken i det 20. århundret har vist at det rett som er blir bruk for dem, og at resultatene av beregningene er høyst reelle.

Det er ganske vanskelig for oss mennesker å forestille oss et firedimensjonalt rom, siden vi er så tilpasset til å se det tredimensjonale som vi er og ikke klarer å forestille oss en fjerde akse som står vinkelrett på de tre andre. Men det kan gjøres hvis vi har mulighet for å kutte ut en eller flere av de andre dimensjonene. F.eks. beveger Jorda seg (omtrent) i sirkel i et plan rundt Sola. Da kan vi kutte ut den romdimensjonen som står vinkelrett på dette planet og bytte den ut med tidsdimensjonen. I et koordinatsystem med Sola i ro vil Jorda være, altså ikke se ut som, men være, en spiral som snor seg rundt den sylinderformede Sola.

I et todimensjonalt koordinatsystem lik det vi bruker i plangeometrien er avstanden mellom to punkter (x1,y1) og (x2,y2) lik Ö((x1-x2)2+(y1-y2)2). Hvis vi neglisjerer den ene dimensjonen og måler avstanden bare langs den ene aksen blir den henholdsvis x1-x2 og y1-y2. I et annet koordinatsystem med samme origo, men hvor aksene er dreid i forhold til det første får de samme to punktene nye koordinater, (x1',y1') og (x2',y2'). Her kan vi også neglisjere den ene dimensjonen og måle avstanden bare langs den ene aksen og får henholdsvis x1'-x2' og y1'-y2', som er helt forskjellig fra de x1-x2 og y1-y2 vi fikk i det første systemet, men hvis vi har med oss begge aksene blir avstanden Ö((x1'-x2')2+(y1'-y2')2), og det er nøyaktig lik Ö((x1-x2)2+(y1-y2)2), så det er ikke noe magisk som skjer med avstanden mellom punktene.

Minkowski mente at det er det samme som skjer ved bevegelser i det firedimensjonale rommet og at vi bare tilsynelatende ser en forkortelse av lengden ved bevegelser fordi vi ikke har evnen til å oppfatte den fjerde romlige koordinaten, altså tiden. I eksempelet med astronauten ovenfor hadde vi et todimensjonalt koordinatsystem hvor den ene aksen var en lengdeakse og den andre tidsaksen. Hvis et legeme er i jevn bevegelse kan vi plotte denne bevegelsen som en rett linje fra utgangspunktet som har en viss vinkel med tidsaksen. Hvis vi skal måle avstander sett fra dette legemet som er i bevegelse må vi måle dem i forhold til et koordinatsystem hvor tidsaksen er denne linjen og lengdeaksen er en linje som står vinkelrett på den. Hvis vi da unnlater å regne med tidsaksen ved lengdemålingen som vi pleier, merker vi at avstanden langs den nye x'-aksen mellom to punkter ikke er den samme som langs den gamle x-aksen. (Siden et sekund er lik 299792458 meter skal det store hastigheter til for at effekten skal bli merkbar.) Men hvis vi tar begge aksene i betraktning er den den samme, akkurat som i forrige avsnitt. Grunnen til alle disse snåle effektene vi ser ved relativistiske hastigheter er bare den at vi ikke har evnen til å se tiden som en romlig dimensjon.

Ved å ta med tiden i romdimensjonene, får man et bilde, ikke bare på hvordan verden ser ut, men også av de prosessene som foregår i den, for eksempel bevegelser av stjerner, planeter og andre ting. Med vår vanlige tredimensjonale oppfatning får vi bare en serie øyeblikksbilder. Albert og Marcel begynte nå å se på hvordan forskjellige prosesser virket i dette romtidskontinuumet. Albert hadde selv vært med på å avlive eteren, men mente nå at rommet likevel ikke var tomt og dødt i seg selv, men fullt av krefter, og at det var egenskaper ved rommet selv som forårsaket slike ting som tyngdekraften. I sin ungdom hadde han spilt litt biljard med medstudentene, og merket seg at på et godt biljardbord var det bare støtene fra spillerne som påvirket bevegelsene av ballene. Baller uten skru fortsatte alltid i rett linje bortover bordet. I golf var det annerledes. En ball som landet i en skråning begynte å rulle nedover skråningen, fortere og fortere. Slo man den oppover skråningen, rullet den et stykke, men stadig saktere til den stanset og begynte å rulle nedover igjen. Hvis greenen var skrå, måtte man slå ballen i en krum bane for å treffe hullet.

Biljardbordet er, iallfall i prinsippet, en helt plan flate. Men det er ikke golfbanen. Legemer som beveger seg på en golfbane utsettes for forskjellige krefter avhengig av hvordan underlaget heller og krummer seg for dem. Sett at du spenner opp et skinn eller liknende parallelt med jordoverflaten slik at tyngdekraften virker vinkelrett på det og at dette skinnet ikke har friksjon, slik at hvis du legger et legeme på det og setter det i bevegelse, vil det fortsette å bevege seg i rett linje med jevn hastighet til det når den andre kanten. Men hvis du legger en tung gjenstand på skinnet et sted eller trykker det ned med fingeren eller noe liknende, vil det danne seg en hulning, og hvis du sender et legeme mot denne hulningen, vil det bevege seg i en bane som først er nokså rett, men så krummer seg mer og mer mot hulningen samtidig som hastigheten øker fordi det ruller nedover i hulningen. Hvis det beveger seg fort nok, vil det passere den og gradvis rette seg opp i banen samtidig som hastigheten minker, slik at det beveger seg nokså rettlinjet når det til slutt faller utfor kanten. Men hvis det ikke er raskt nok, vil det bli fanget inn i hulningen og begynne å bevege seg i en elliptisk eller sirkelformet bane i den, vel å merke hvis det ikke er noen friksjon. Hvis det er friksjon, vil legemet bevege seg i en spiral inn mot midten og til slutt støte mot fingeren eller den tunge gjenstanden og falle til ro der.

Men dette er akkurat slik et legeme beveger seg i et friksjonsfritt lufttomt rom eller et luftfylt rom med friksjon nært en graviterende masse som en planet eller stjerne eller liknende. Slike legemer beveger seg (grovt sett) i hvert sitt plan rundt den graviterende massen, men planene står i forskjellig vinkel mot hverandre i det tredimensjonale rommet. Og Albert og Marcel konkluderte med at akselerasjonen av legemer i nærheten av en graviterende masse skyldes at den krummer det tredimensjonale rommet rundt seg. Den kraften som egentlig virker på dem liksom tyngdekraften på skinnet, og står vinkelrett på alle de tre geometriske rom-aksene, er tiden, drivkraften for alle prosesser. I stedet for å være fylt av en eter er rommet selv et friksjonsløst, tredimensjonalt skinn som er spent opp i alle de tre dimensjonene.

På samme måte danner en motor som akselererer et legeme en helning i rommet rundt legemet. Alle de forskjellige prosessene vi kjenner hvor energi konsentreres vil påvirke krumningen av rommet og gjenstandene som påvirkes av dem vil bli akselerert med tiden. Albert og Marcel formulerte en gravitasjonslov som gikk ut på at krumningen var proporsjonal med tettheten av energi og impuls. Denne loven gir stort sett de samme resultatene som Newtons gravitasjonslov, men er i motsetning til den forenlig også med kvantemekanikken.

I 1917 satte Albert også opp en løsning for universet som helhet og viste at all massen og energien i universet ga en generell krumning av det. Dette var opptakten til den relativistiske kosmologien, som ennå over 80 år senere har flere gåter på lager. I den første modellen sin hadde Albert innført et ledd l i gravitasjonslikningene for å få universet til å stemme med antakelsen om et statisk univers som verken utvidet seg eller trakk seg sammen. Andre kosmologer prøvde seg fram med andre løsninger, noen med universer som ikke var statiske, og i 1929 ble det klart at universet faktisk utvidet seg. Straks kastet Albert l 'en sin på båten og lot den ligge der så lenge han levde, fordi han helt fra starten hadde ment at den forkludret gravitasjonsteorien. Problemet var at uten den ble universet yngre enn Jorda, og derfor var ikke de andre kosmologene helt enige med ham. Men i våre dager har det kommet justeringer av teorien som gir en mer realistisk alder, og flere kosmologer mener i dag at det går an å lage en teori for universet uten l .

Albert prøvde tidlig å finne måter å teste den generelle relativitetsteorien på. Siden tida ville gå saktere i høy gravitasjon eller akselerasjon enn i lav, ville det være mulig å sjekke spektrallinjene fra tunge stjerner om de lå litt annerledes enn de fra de lettere, fordi frekvensen av strålingen ville bli lavere når tida gikk saktere, en gravitasjonell rødforskyvning. Men effekten ville være liten. En rett lysstråle som skinner inn i et akselerende romskip ville få en krum bane sett innenfra skipet fordi støvpartiklene og veggen den skinner på har høyere hastighet enn vinduet hadde da den skinte inn igjennom det. Siden gravitasjon og akselerasjon er det samme måtte en lysstråle krumme seg i et gravitasjonsfelt også, og Albert spådde at en stjerne ved randen av Sola ville sees 1,7 buesekunder nærmere randen enn den skulle være i forhold til andre stjerner. Dette måtte kunne observeres med datidens utstyr, og allerede i Zürich 1912 skrev Albert til den kjente astronomen George Hale i USA og spurte om det var mulig å gjøre en slik observasjon uten en solformørkelse, da med en litt feil utregning av avbøyningen. Men svaret var negativt. For at brevet skulle bli tatt alvorlig var det forsynt med en bønn på engelsk om et vennlig svar fra en mer kjent professorkollega av Albert, og med høyskolens stempel.

Nå hadde Albert bitt seg merke i at Newtons gravitasjonslover ikke stemte helt presist med planeten Merkurs bevegelser. Perihelium (punktet nærmest Sola) i merkurbanen dreier seg med omtrent 56 buesekunder i året, og Newtonmekanikken gir bare ca. 55,50-55,60 buesekunder. Dette forskjellen ser jo ikke ut til å være noe å henge seg sånn voldsomt opp i, men i fysikken skal planeter helst følge lovene til punkt og prikke, og Albert satte seg ned med den generelle teorien sin og beregnet at Merkur flyttet periheliet sitt med de buesekundene som Newton sa pluss 0,43 buesekunder. Han har siden fortalt at han var hinsides seg selv i ekstase i dagevis.

Seht die Sterne, die da lehren
Wie man soll den Meister ehren
Jeder folgt nach Newtons* Plan
Ewig schweigend seiner Bahn

Albert Einstein, 1942(?)
*) pluss litt Einsteins

Det var krig, og den så ikke ut til å ta ende. Mileva satt i Zürich, utenfor det hele, guttene var hos henne. På instituttet drev noen av medarbeiderne med krigsviktig forskning, men Albert satt og skrev på en avhandling som forente Plancks formel for stråling fra svarte legemer med atommodellen til Niels Bohr og la det første fundamentet for laserteknologien uten at han visste om det. Ved frontene ødet soldatene all sin ungdommelige energi på å ta livet av hverandre. I Zürich prøvde Mileva å forklare guttene hvorfor far ikke kom. Og hvorfor hadde han så vondt i maven?

Elsa Löwenthal var datter av søsteren til Pauline Koch som hadde giftet seg med Hermann Einstein og fått Albert og Maja, mens hun selv hadde giftet seg med Hermanns fetter Rudolf Einstein. Hun hadde selv vært gift, men var nå enke og hadde to døtre, Margot og Ilse. For tiden bodde hun hos foreldrene i Berlin, hvor Albert rett som det var kom på besøk. Men nå lå han her, svimeslått av sykdom og medisiner, hun visste ikke om han ville leve eller dø. Han hadde ligget slik i timevis. Hun hadde sittet hos ham. Den serbiske heksen var langt borte. Geniet var tilbake hos sine egne. Han skulle ikke dø hvis det sto til henne. Han åpnet øynene langt om lenge. Og han så Elsa Löwenthal, født Einstein, lekekameraten fra barneårene nede i München.

Han kom seg på fote igjen omsider og gjenopptok arbeidet. Men alt var ikke som før. Energien og pågangsmotet var ikke helt det samme, sikkerheten og besluttsomheten var svekket, han sto fram som en mer ydmyk, godslig og rufsete person enn før, som den Einstein vi kjenner.

For ennå kjente vi ham ikke. Men I 1916 satt også Sir Arthur Eddington, astronom i Cambridge, og akket seg over krigen. Men et brev fra kollegen Willem de Sitter ved Leijden i Nederland, fikk ham til å lyse opp. Nederland var nøytralt og hadde tilgang til tyske publikasjoner. Brevet inneholdt en kopi av en artikkel om den generelle relativitetsteorien. Eddington ble overbegeistret og begynte å planlegge en ekspedisjon til nærmeste gunstige solformørkelse for å teste denne lysavbøyningen. Da krigen endelig var over falt valget på formørkelsen den 29. mai 1919 som var synlig på det brasilianske fastlandet, deler av Atlanterhavet og øya Principe utenfor Afrika. Det ble utrustet to ekspedisjoner, en til øya og en til landsbyen Sobral på fastlandet. Været var ikke gunstig noen av stedene, men på bildene fra Principe var det synlig noen stjerner, og de første målingene som Eddington utførte selv stemte nøyaktig overens med den nye teorien.

I mai 1919 var separasjonstiden for ekteskapet mellom ham og Mileva utløpt, og han giftet seg med Elsa, som dermed fikk tilbake pikenavnet sitt. Han adopterte også døtrene hennes, som dermed også fikk Einstein-navnet.

Da den generelle relativitetsteorien kom ut trodde mange av Alberts samtidige selvsagt at fyren hadde gått fra forstanden, teoriene var fra begynnelsen sterkt kontroversielle også i kretser som mer eller mindre var i stand til å følge med på matematikken. Men målingene til Eddington tok noe av kraften ut av motstanden mot relativitetsteorien. Og nå fikk også verdenspressen snusen i det. Brått ble det flere som ville ha tak i Albert enn noen gang før. Endelig ble vi kjent med Einstein, og det startet et mediakjør som fulgte Albert resten av livet, han ble folkets innbegrep på en vitenskapsmann. Selv lenge etter hans død ville en skoleunge som gikk for å være spesielt klok raskt bli utropt til klassens Einstein. Albert var tysker, pasifist og en klok og forsiktig mann med pene manerer og humoristisk sans, akkurat hva verden trengte på det tidspunktet. Han var perpleks over dette fenomenet i begynnelsen, men etterhvert ble han seg bevisst hva han kunne utrette med en slik rolle, utnyttet den til fulle og rendyrket den. Det fulgte en periode med intens reiseaktivitet og turneer over hele verden med stappfulle auditorier, inntil 1928, da han fikk et nytt fysisk sammenbrudd og måtte justere tempoet igjen.

I 1922 fikk han nobelprisen for 1921, for arbeider i teoretisk fysikk og spesielt med den fotoelektriske effekten, merkelignok ikke relativitetsteorien, komiteen tok hensyn til motstanderne her. Mileva fikk pengene som avtalt, hun hadde ikke hatt det lett som alenemor i Zürich. På denne tida fikk han et brev fra den indiske fysikeren Bose, som fortalte at man kunne komme fram til en god statistisk beregning av strålingen fra svarte legemer ved å frata elektronene individualiteten. Einstein støttet ideen, fikk den publisert på tysk og arbeidet videre med den. Bose-Einstein-statistikken beskriver en av to alternative måter elementærpartikler kan oppføre seg på.

Nå fulgte en periode med mindre vitenskapelige nyvinninger for Albert. Han bestyrte instituttet, holdt forelesninger, engasjerte seg i sosiale spørsmål, var aktiv zionist og hjalp Chaim Weizmann med å opprette det første universitet i Jerusalem. Dette og ikke minst pasifismen gjorde ham upopulær i høyreradikale kretser i Weimar-republikken, det ble arrangert demonstrasjoner mot ham, og han fikk spesielt uforsonlige fiender i fysikerne Johannes Stark og Philipp Lenard, som fornektet både relativitetsteorien og kvanteteorien.

Vinteren 1930-31 overvintret Albert med familien i Pasadena i California som gjesteprofessor på det teknologiske instituttet der. Klimaet der fant de så behagelig at de gjorde det til en vane, men de vendte tilbake til Tyskland om våren. Sommeren 1932 var Abraham Flexner i ferd med å opprette et institutt for avanserte studier i Princeton, New Jersey, og var så oppsatt på å få tak i Albert at sa til ham at han kunne kreve hva han ville for å jobbe der. Albert fortalte ham hva han syntes han trengte, og Flexner ble sjokkert. Han kunne ikke lokke til seg noen toppfolk med et slikt lønnsnivå! Men kunne han la noen av de andre vitenskapsmennene tjene mer enn Einstein? Han henvendte seg til Elsa i stedet, og da gikk det mye greiere. Albert skulle tilbringe vintrene der og somrene i Berlin, etter at kommende vinters engasjement i Pasadena var over.

Men i 1933 seiret nazistene i Tyskland. Albert skjønte straks at han ikke kunne vende tilbake. Etter kuppet til Hitler i mars 1933 gikk han ut med en sterk kritikk og sa at han ikke ville vende tilbake, samtidig trakk han seg både fra det prøyssiske og det bayerske akademiet, som han også var medlem av, og frasa seg det tyske statsborgerskapet. Nazistene hadde kommet akkurat såvidt for sent til å ta fra ham akkurat disse tingene og fikk hastverk med å konfiskere alle eiendelene til familien samtidig som de akselerete jødeforfølgelsene. Den 11. mai sto Max Planck fram i det prøyssiske akademiet og sa at han trodde han talte for alle de fysiske akademikollegene sine og det overveldende flertallet av tyske vitenskapsmenn når han sa at Einstein var ikke bare en av mange fremragende fysikere, men også en som gjennom arbeider som var publisert av akademiet hadde beriket fysikken på en måte som bare kunne sammenliknes med arbeidet til Johannes Kepler og Isaac Newton. Dette ga opphav til et av Adolf Hitlers berømte raserianfall, og senere kalte føreren Planck til seg og sa at det bare var alderen som hindret at han fikk ny adresse i en av de nye ukoselige brakkebyene som vokste opp for å huse annerledes tenkende.

Albert ga avkall på pasifismen og oppmuntret europeisk ungdom til å væpne seg mot den tyske militarismen. Han snakket med Churchill og talte offentlig for siste gang i Europa i oktober for å skaffe midler til akademikere på flukt fra nazistene. Samme måned dro han til USA og startet arbeidet på instituttet i Princeton, hvor han oppholdt seg resten av livet.

Sammen med Johannes Stark prøvde Philipp Lenard, som ble utnevnt til 'fører' i fysikk i 1935, noen tid å stable på beina en alternativ, arisk fysikk, og ble til latter i utenlandske universitetsmiljøer. Men det var ikke alt tyskerne drev med som var egnet til å trekke på smilebåndet av, heller ikke i fysikklaboratoriene. I det krystallnattens år 1938 oppdaget Otto Hahn og Fritz Strassmann kjernespaltningen, og Hahns tidligere partner Lise Meitner, som nå var landflyktig i Stockholm, regnet på E = mc2 og ble skremt langt inn i beinmargen. Fysikere og kjernekjemikere over hele verden prøvde forgjeves å gjøre myndighetene sine oppmerksomme på faren for at tyskerne skulle utvikle en helvetesmaskin hinsides menneskenes mest infernalske fantasier. Den andre verdenskrigen brøt ut og en rekke av de fremste fysikerne i USA fikk Albert til å skrive et brev til president Roosevelt. Nå ble det fart i sakene, Einstein måtte man ta alvorlig, og det ble satt igang et prosjekt, Manhattan-prosjektet, for å utvikle en helvetesmaskin hinsides menneskenes mest infernalske fantasier.

Det trakk litt ut med prosjektet, inntil 1942 var faktiske tyskerne lengre framme, men de tyske forskerne konsentrerte seg om å bygge reaktorer, de klarte å overbevise sine overordnede om at det ikke gikk an å bygge en bombe direkte. Dette arbeidet fikk også et skudd for baugen da tungtvannanlegget på Rjukan ble sprengt tidlig i 1943. Nå var USA også med i krigen, og forserte prosjektet med voldsom kraft. Likevel var det ikke mer enn såvidt det holdt til å få prøvd ut bombene aktivt, da Hiroshima ble ødelagt 6. august 1945 og Nagasaki 3 dager etter. 5 dager senere var verdenskrigen slutt.

Men kjernevåpenindustrien var fortsatt omgitt av en veldig entusiasme og pengemengde og utviklingsarbeidet fortsatte med uminsket fart, særlig da det viste seg at de tidligere allierte i østblokken utviklet seg til noen riktig store og lovende fiender. Filmer av prøvesprengninger ble vist på filmavisene og de nymotens TV-skjermene og vakte spenning og ærefrykt over hvilke krefter menneskeheten idag rådde over. Den nye verdensmakten USA hadde Stillehavet som sin bakgård, hangarskipene behersket verdenshavene, og urbefolkningene på et par avsidesliggende atoller i sydhavet ble evakuert for at fysikerne skulle kunne drive på med atomforsøkene sine.

I 1946 dannet noen vitenskapsmenn en komité som prøvde å opplyse om de uhyggelige følgene av atomkrig og innstendig anmodet myndighetene til å forby alle prøvesprengninger, de ba Albert om å bli formann for komiteen på grunn av den innflytelsen navnet hans hadde. All kjernevåpenforskning var omgitt av det dypeste hemmelighetskremmeri, til stor fryd for alle forfattere av spionromaner, men sammen med Robert Oppenheimer som hadde ledet krigstidens atombombeprosjekt mente Albert at atomhemmelighetene ikke burde forbeholdes til noen få. Og atomfamilien fikk også et nytt medlem allerede i 1949, da russerne sprengte sin første bombe. Dette fikk amerikanerne til å ta initiativet til å utvikle en fusjonsbombe, som etterliknet prosessene i Solas kjerne. Atomkappløpet var i gang.

Helt siden 20-tallet hadde Albert jobbet med å finne en forent teori som inkluderte elektromagnetismen i gravitasjonslovene, men lyktes aldri. Arbeidet er overtatt av andre og pågår ennå. Han reagerte også mot at kvantemekanikken på 20-tallet forlot determinismen og kausalitetsprinsippet da man fant at egenskaper og årsaksforhold ikke kunne bestemmes nøyaktig og jobbet lenge med å finne et alternativ, motargumentene hans ble til stor stimulans for kvantemekanikerne, som kom styrket ut av striden, og Alberts linje her er nå forlatt. I 1950 ble han alvorlig syk igjen, men kom seg etter et sykehusopphold. Han skrev et testamente hvor han ga alle de vitenskapelige arbeidene sine til det hebreiske universitetet i Jerusalem. Da Chaim Weizmann, som var blitt den første presidenten i republikken Israel, døde i 1952, ble han bedt om å overta etter ham. Dypt rørt takket han for tilbudet, men sa at han ikke var egnet. I november samme året ble "Mike", den første hydrogenbomben sprengt over Eniwetok-atollen i Stillehavet. Albert var en av dem som protesterte indignert. Allerede året etter sprengte russerne sin første H-bombe.

Rent fysisk døde personen Albert Einstein av hjertesvikt 18. april 1955. Året før hadde laboratorier ved Argonne i Idaho, Los Alamos i New Mexico og i Berkeley-universitetet i California rapportert at de nye grunnstoffene med atomnummer 99 og 100 var blitt isolert og studert. Ionebytterkromatografi var blitt brukt for å identifisere dem. Sommeren 1955 kom det fram at grunnstoff 99 var blitt funnet i filtre som var fløyet gjennom den radioaktive soppskyen etter eksplosjonen over Eniwetok i 1952. Ved Argonne hadde de funnet den før ukjente tunge plutoniumisotopen 244 i et massespektrometer og ba om å få et av filtrene for å se om det kunne være noen enda tyngre isotoper der. Med ionebytterkolonnen hadde de funnet en alfaenergi på 6,6 MeV med halveringstid 20 dager der man kunne ventet å finne grunnstoff 99. Isotopen viste seg å være nr. 253, og var dannet i bomben ved at uran 238 hadde absorbert 15 nøytroner i den veldige nøytronstormen som oppsto i eksplosjonen. Den svært nøytronrike 253-isotopen av uran som ble dannet hadde så blitt omdannet til den mer stabile nr. 99 etter raske, suksessive betadesintegrasjoner. Gruppen fra Argonne, Los Alamos og Berkeley, som ble ledet av Albert Ghiorso fra Berkeley og ellers besto av Stanley G. Thompson, G.H.Higgins, Glenn T. Seaborg, M.H.Studier, P.R.Fields, S.M.Fried, H.Diamond, J.F.Mech, G.L.Pyle, J.R.Huizenga, A.Hirsch, W.M.Manning, C.I.Browne, H.L.Smith og R.W.Spence. De sjåvinistiske navnene på de grunnstoffene de hadde oppdaget før, americium, berkelium og californium, var blitt kritisert, og de tenkte at det kunne være lurt å kalle opp det nye grunnstoffet sitt etter Einstein i stedet for å lete etter flere brukbare grunnstoffnavn i nabolaget (stanfordium, losalamosium, argonnium, newmexicium, idahium e.l.), for å hedre den nylig avdøde pasifisten. For hvor ville de stått uten det brevet han skrev i 1939?

Einsteinium er altså oppkalt etter Albert Einstein. Navnet Einstein er et stedsnavn, sammensatt av personnavnet Eints og Stein 'stein'. Eints er en kortform av Einerts, en genitiv av Einert, som er en sammentrekning av Einhart, eldre Eginhart. Eginhart er sammensatt av gammelhøytysk egin 'sverd, egg' og hart 'hard, tapper'.

Egin har sammenheng med germansk agjoo- 'skarp, spiss, kantet' fra indouropeisk ak-, ok-. Fra agjoo- har vi norrønt egg og norsk egg 'skarp kant, fjellrygg'.

Fra ak-, ok- kommer germansk ag-, som er brukt i sammensetninger som agburzan 'åbor' til norsk åbor.

Ak-, ok- er i indoeuropeisk utvidet til akenaa 'agne' som gjennom germansk aganoo-, ahanoo- og norrønt o,gn ble til norsk agne.

En annen utvidelse av ak-, ok- er akes-, aks-, 'aks', som gjennom germansk ahsa- og norrønt ax ble til norsk aks.

En tredje utvidelse er oketaa 'gaffel', med dualisformen oktoo(u) 'tvegaffel, åtte', som gjennom germansk ahtau og norrønt átta ble til norsk åtte.

Hart kommer fra germansk harðú-, indoeuropeisk kar-tú-, fra kar-, karkar- 'hard'. Karkar- er opprinnelsen til gresk karkinos 'kreps' og latin cancer 'kreps', som begge er brukt i fremmedord om kreft. Muligens av samme opprinnelse er oldkirkeslavisk raku (eldre kraku?) 'reke' som i vendisk ble til reek, som er lånt til norsk som reke. Fra kar- kommer gresk krátos 'styrke, kraft, makt', som er brukt i mange fremmedord på -krati.

Germansk harðú- ble i norrønt til harðr, derav norsk hard. Norrønt harðr ble utvidet til harðfærr 'vanskelig å få bukt med' som i dansk ble til hårdfør og er lånt til norsk som hardfør. Germansk harðú- fikk også i germansk en faktitivform harðian 'herde', som gjennom norrønt herða ble til norsk herde. I svensk fikk norrønt harðr utvidelsen ihärdig, som rundt 1860 ble lånt til dansk og derfra siden til norsk.

Germansk harðú- ble i oldsaksisk til hard, hart, og utviklet seg der til en vanlig substantiveringsendelse som i middelnedertysk ble til -ert. Mange slike ord ble lånt til de nordiske språkene og endelsen kom i vanlig bruk i dansk og mange av de danske ordene ble lånt til norsk, som f.eks. bommert, daggert, hevert, kikkert, knallert, kuffert, skonnert, slubbert og dryppert. Endelsen -hart, -hard gikk også inn i fransk som -ard, bl.a. i ordet bastard, som vi har lånt. Hart, hard ble utvidet i middelnedertysk til vorherden, som ble lånt til dansk som forhærde og videre til norsk som forherde.

Tysk Stein, oldhøytysk stein kommer fra germansk staina-, som er en utvidelse av indoeuropeisk staai-, stii-, sti-aa- 'fortette, trenge sammen, stoppe, stoppes'. Samme opprinnelse har latin stilla 'dråpe', som vi har lånt i sammensetningen destillere, og gresk stéar 'talg', som vi har lånt i stearin. Germansk staina- ble i urnordisk til staina, norrønt steinn og norsk stein.

Indoeuropeisk staai-, stii-, sti-aa- er kanskje også opprinnelsen til norrønt stía, dansk sti 'rom til mindre husdyr', som er lånt til norsk i sammensetningen svinesti.

En utvidelse av stii- er stii-mo-, germansk stiima- 'sammentrengt mengde', som i norrønt ble til stím 'arbeide, strev', men i moderne norsk og dansk til stim med lånt tilleggsbetydning fra middelnedertysk stiim 'trengsel, stimmel' av samme opprinnelse. Stimle, stimmel er danske utvidelser til stim, som er lånt til norsk. Stime er et ord som stammer fra norrønt stíma 'kjempe, anstrenge seg', men er sterkt påvirket av den moderne betydningen av stim.

En annen utvidelse av stii- er stii-ro- 'tett', som i germansk ble til stii-ra- 'stivne, stirre', norrønt stira 'stirre' og i norsk stirre.

So sieht der alte Kerl jetzt aus
Du fühlst: O jeh! es ist ein Grauss
Denk: auf das Innre kommt es an
Und überhaupt - was liegt daran?

Albert Einstein, ca. 1946

GEOLOGI
Einsteinium produseres jevnlig i stjerneeksplosjoner på nøyaktig samme måte som over Eniwetok i 1952, og i andre grunnstoffdannende prosesser i universet, i mengder som i forhold til en jordisk geologi antakelig tilsvarer slike velkjente stoffer som jod og sølv. Men den lengst levende isotopen har halveringstid på litt over et år, og derfor vil alt være borte lenge før noen planetdannelse er aktuelt.

Slike grunnstoffdannende prosesser skjer i supernovaer og andre katastrofale energiutladninger i universet. Her blir temperaturen så høy at atomkjernene smadres når de kolliderer med hverandre, men det fører til at det vil opptre svære mengder med frie nøytroner, som på grunn av manglende elektrisk ladning har fri adgang til å trenge inn i de overlevende atomkjernene når eksplosjonen er over sin mest intense fase. Dette fører til at det raskt oppstår en mengde svært nøytronrike kjerner, som dermed blir radioaktivt ustabile og søker å gjenvinne balansen ved å avgi en negativt ladet betapartikkel (=et elektron) slik at et av nøytronene blir til et proton og den positive kjerneladningen dermed atomnummeret øker med 1. Slik får vi atomer av nye grunnstoffer som ligger lengre og lengre ute i det periodiske systemet.

Slik beta-radioaktivitet skjer med forskjellig hastighet (halveringstid), og nøytronintensiteten varierer også fra den ene kosmiske begivenheten til den andre og synker også underveis i hver enkelt begivenhet, slik at noen ganger rekker en kjerne å forandre atomnummer før et nytt nøytron opptas, og noen ganger ikke. Tendensen til å oppta nøytroner er også forskjellig fra kjerne til kjerne og varierer mye med hvor raske nøytronene er. Særlig for de tunge kjernene, som einsteiniumkjernene, gjelder det at det ofte skjer spaltning i stedet for oppbygging når det opptas et nøytron. Så det finnes grenser for hvor tunge kjerner man kan få på denne måten.

Selv om det er umulig å oppdrive noe einsteinium i vår egen Jords skorpe idag, er det jo i dette århundret blitt vekket til live igjen, og produseres daglig i alle verdens atomreaktorer, ved at det californium 252 som ved suksessiv nøytroninnfanging er produsert der tar opp et nøytron til og blir til californium 253 som med en halveringstid på 17,81 dager for det meste går over til Es 253 ved utstråling av betapartikler. Anslått mengde einsteinium som eksisterer idag er ikke mer enn ca. 20 mg. Regner man menneskenes virkefelt, som vi kanskje kan kalle teknosfæren, for å høre med til jordskorpen, blir hyppigheten for einsteinium 8x10-25 %, og dette plasserer einsteinium på 99.-plass, etter samtlige av de lettere grunnstoffene.

KJEMI
En del kjemiske undersøkelser er gjort med 253-isotopen, som kan fås i mengder på flere hundre mikrogram, men den høye aktiviteten vil raskt ødelegge krystallstrukturen og endre den kjemiske sammensetningen. 254-isotopen har en noe mer håndterlig halveringstid, men fås bare i mengder på 1-2
mg, og strålingen fra datterproduktet Bk 250 er problematisk. 255-isotopen fås i mengder på noen hundre nanogram. Forsøk som er gjort med å fremstille einsteiniummetall viser en flatesentrert kubisk struktur lik den californiummodifikasjonen som opptrer ved høyt trykk og har en toverdig metallisk valens. Det ble også bestemt et smeltepunkt på 860 50 C.

Einsteinium danner to- og treverdige forbindelser. De toverdige er litt stabilere enn de tilsvarende til californium og krystallinsk trifluorid reduseres lett til difluorid på grunn av strålingseffektene, men oksydasjonstrinnet har ikke så stor betydning som for de senere actinidene. Fireverdige forbindelser er ikke funnet. Treverdige ioner er stabile i sur vannløsning. Løsninger av toverdig einsteinium kan lages ved puls-radiolyse av sure løsninger, men er lite stabile. Es2+ har absorpsjonsbånd på rundt 4100, 5400 og 9000 Å, Es3+ på 5000 og 7800 Å.

Det er fremstilt et seskvioksyd, Es2O3, som trolig fås når einsteinium oksyderes eller brenner i luft. Det er laget trihalogenider av alle halogenene, EsF3, EsCl3, EsBr3 og EsI3. Kloridet og jodidet er heksagonale mens bromidet er monoklint. Det er laget dihalogenider av klor, brom og jod, EsCl2, EsBr2 og EsI2, og det er også laget oksyhalogenider av de samme halogenene, EsOCl, EsOBr og EsOI.

Analyse:

De fleste einsteiniumisotopene kan identifiseres og kvantifiseres ved hjelp av sin stråling. Riktignok har få av dem særlig karakteristiske gammaenergier og oppdages ikke lett ved gammaspektroskopi. Men den litt mer krevende deteksjonen av karakteristiske alfaenergier er effektiv for alle unntatt de to tyngste, 256 og 257.

Det er gjort undersøkelser over absorpsjonsspekteret til Es3+-ioner i sur løsning, og ved høy nok konsentrasjon vil dette kunne brukes til analyse. Ellers kan både påvisning og separasjon gjøres ved hjelp av ionebytterkromatografi.

Fremstilling:

Einsteinium er et godt stykke ut i actiniderekken, og selv om isotopene 253 til 256 produseres daglig i atomreaktorer er mengdene små i de vanlige energiproduserende reaktorene. Veibare mengder kan fås ved å bestråle californium 252 med nøytroner i spesielle forskningsreaktorer som går med høy nøytronfluks. Produktet løses i salpetersyre og actinider og lantanider felles ut med fluorid eller oksalat. Lantanidene fjernes ved ionebytting med et sterkt surt kationbytterresin og eluering med enten 13M HCl eller 20 % etanol mettet med HCl, som holder lantanidene godt tilbake. Hvis det er mye lantanider, f.eks. hvis brukte brenselelementer brukes som råstoff, lønner det seg å bruke en anionbytter og eluere med 10M LiCl. Med denne metoden skilles Cf, Es og Fm fra lantanider og de andre actinidene. For å skille einsteinium fra Cf og Fm foretrekkes det å eluere de treverdige ionene med en kompleksdanner som 2-hydroksy-2-metylpropionsyre (a-hydroksysmørsyre eller aHIB) gjennom en oppvarmet kationbytterkolonne med et sterkt surt resin som har mange tverrbindinger.

Einsteiniummetall har vært fremstilt av en blanding av einsteiniumoksyd og lantanmetall ved å varme opp og destillere i vakuum og la metallet avsette seg på platina- eller tantalplater.

Demonstrasjonsforsøk:

Få demonstrasjoner er vel aktuelle med einsteinium. Vis bilder av H-bombeeksplosjoner, fortell historien om Bikinibeboerne, om flyet med filterpapirene, lån prøver av einsteiniumforbindelser som lyser i mørket eller vis bilder av dem.

Noen einsteiniumforbindelser:

Einsteinium(III)oksyd (einsteinia), et kubisk, krystallinsk stoff som fås ved forbrenning av einsteinium. Trolig høyt smeltepunkt, tungt løselig i vann, lett i syrer.

Einsteiniumtriklorid. Krystalliserer heksagonalt. Kan lages ved reaksjon mellom einsteinium og klor eller ved å løse einsteiniumoksyd i saltsyre.

Einsteiniumdibromid. Kan trolig lages ved å løse einsteiniumoksyd i et stort overskudd av hydrogenbromidløsning eller ved oppvarming av einsteiniumtribromid. Sannsynligvis løselig i vann.

BIOLOGI
Alle einsteiniumisotopene er nokså sterkt radioaktive og farlige strålingsgifter.

Etter inntak vil einsteinium raskt konsentrere seg i leveren hvor det innesluttes i lysosomer og kan finnes assosiert med ferritin, et protein som vanligvis fungerer som jernlager, og med lipofuscin, et gulbrunt pigment som til vanlig samles opp i aldrende celler. Noe av det skilles ut i gallen og kommer ut i avføringen. Forholdsvis mye (ca. 25 %) transporteres til beinsubstansen, hvor det vil finnes lagret på overflaten. Skader på den blodproduserende beinmargen vil forekomme.

UTNYTTELSE
Ingen utnyttelse er pr. i dag aktuell eller planlagt for einsteinium.

Hovedkilder:

Dr.phil. Trygve Holtebekk (Asch.konv.leks.5.utg.b.5&16)
Franz A Roedelberger "Förtrollande övärld" IPC International, Örebro, ca. 1965, sv. overs. Roland Adlerberth.
Joe Schwartz "Einstein for begynnere" Gyldendal 1981, n. overs. Per Amund Amundsen.
Banesh Hoffmann og Helen Dukas "Albert Einstein, Creator and Rebel" The Viking Press, New York 1972.
Michele Zackheim "Einstein's Daughter, the Search for Lieserl" Riverhead, Penguin Putnam 1999.
"Actinides in Perspective" ed. Norman M. Edelstein, Pergamon Press, Oxford 1981.
Glenn T. Seaborg, Walter D. Loveland "Elements beyond Uranium" John Wiley & Sons, 1990.
CRC Handbook of Chemistry and Physics, 57th ed. 1976-77.
W.Seelmann-Eggebert, G.Pfennig, H.Münzel, H.Klewe-Nebenius "Karlsruher Nuklidkarte," 6. Auflage 1995, Institut für Radiochemie, Kernforschungszentrum Karlsruhe.

:-) LEF