הגאון ששינה את היקום
השבוע מלאו 139 שנים להולדתו של אלברט איינשטיין, הפיזיקאי שתרם יותר מכל אדם אחר לאופן שבו אנו מבינים כיום את העולם
בשנת 1905 פרסם פקיד אלמוני, בוחן מדרג ג' במשרד הפטנטים של ברן שבשווייץ, ארבעה מאמרים בכתב העת המדעי Annalen der Physik ("שנתון הפיזיקה"). המאמרים ערערו על המוסכמות ושינו את התפיסות המקובלות. הפקיד הזה היה אלברט איינשטיין (Einstein), ששמו הפך עם השנים לשם נרדף לגאונות ופריצת גבולות מדעיים. עבודותיו באותה שנה מופלאה ובשנים שאחריה חוללו מהפכה אדירה בפיזיקה ושינו את האופן שבו אנו מבינים את העולם עד היום.
עוד כתבות באתר מכון דוידסון:
המרגלים המולקולריים של תאי הסרטן
הסודות הנסתרים של תכשירי "ההגנה האינטימית"הכול על מדע באפליקציה של מכון דוידסון - להורדה באייפון ובאנדרואיד
מגרמניה לשווייץ
אלברט איינשטיין נולד ב-14 במרס 1879 באולם שבגרמניה, בנם הבכור של הרמן איינשטיין, איש עסקים כושל למדי, ופאולינֶה לבית קוך, בתו של סוחר מצליח. בינקותו עברה המשפחה למינכן, שם הצטרף הרמן לאחיו יאקוב, מהנדס שהקים חברה לאספקת חשמל וגז. שם גם נולדה ב-1881 אחותו של אלברט, מאיה, שהייתה כל חייו אחד האנשים הקרובים לו ביותר.
כשהיה איינשטיין בן ארבע או חמש קיבל מאביו מצפן, וסיפר לימים עד כמה הושפע מתחושת הפליאה מהכוח החבוי מן העין שמניע את המחט, ועד כמה התחושה הזו ליוותה אותו כל חייו. בילדותו למד לנגן בכינור, ובבגרותו נהג לעיתים לשקוע בנגינה כשהתעמק בבעיות מדעיות, כדי לעזור לעצמו להתרכז בהן.
איינשטיין היה תלמיד מבריק, ובלט במיוחד במתמטיקה, שבה התקדם הרבה מעבר לגילו, בין השאר בהדרכת דודו המהנדס. הוא סבל מאוד בגימנסיה של מינכן, שם עודדו את התלמידים לשנן את החומר, ולא לשאול שאלות. קריאות התגר שלו על מוסכמות שלימדו מוריו נתפסו בעיניהם כחוצפה.
כשהיה איינשטיין בן 15, החברה של אביו ודודו פשטה רגל, והמשפחה עברה לצפון איטליה בנסיון להתחיל את עסקיה מחדש. אלברט נשאר במינכן בביתו של קרוב רחוק כדי לסיים את לימודיו, אך עד מהרה עזב את בית הספר, בין השאר מחשש שיידרש להתגייס לצבא. הוא עבד קצת בחברה המשפחתית, למד להכיר את עולם המגנטים וייצור החשמל, והמשיך בעצמו בלימודי פיזיקה ומתמטיקה, מתוך כוונה להתקבל ללימודים במכון הפוליטכני של ציריך. הוא גם ויתר על אזרחותו הגרמנית ונותר למעשה נטול אזרחות.
בגיל 16 כתב איינשטיין מאמר מדעי ראשון, שלא פורסם, וניגש לבחינות הקבלה למכון, באישור מיוחד מפאת גילו הצעיר. הוא עבר בהצטיינות את המבחן במתמטיקה ובמדעים מדויקים, אך נכשל בתחומים האחרים, בהם צרפתית, ספרות ופוליטיקה.
כדי להשלים את לימודיו בתחומים האלה נרשם איינשטיין לתיכון בכפר אַרַאוּ שבשווייץ, שם נהנה מאוד מהגישה המעודדת עצמאות וחשיבה, בניגוד לאווירה בגימנסיה הגרמנית. בקיץ הבא עבר איינשטיין את בחינות הקבלה, ובגיל 17 החל ללמוד בפוליטכניון של ציריך, בתכנית להכשרת מורים ומומחים למתמטיקה ולפיזיקה.
לימודים, נישואים ומשרד הפטנטים
איינשטיין הצטיין בלימודים בתחומים שעניינו אותו, אך נהג להרגיז את המרצים בדרישותיו ללמוד חומר חדש יותר, בנטייתו לניסויים עצמאיים, ובהיעדרות משיעורים רבים, שחלק מהמורים פירשו כעצלנות. הוא וכמה מחבריו נהגו להתקדם בעצמם בלימודים, ולקרוא את המאמרים החדשים על פריצות הדרך של תקופתם.
בציריך התאהב איינשטיין במילָבָה מַארִיץ (Maric), התלמידה היחידה בין הגברים במחזור שלו. מאריץ', סרבית שהייתה מבוגרת מאיינשטיין בשלוש שנים, הייתה תלמידה מצטיינת ועד מהרה הפכה לשותפתו לחיים ולעבודה המדעית. ב-1900 סיים איינשטיין את לימודיו, בציונים נמוכים יחסית בשל הסכסוכים הרבים עם מוריו, והתקשה למצוא משרה בתחום הפיזיקה. הוא התפרנס בדוחק משיעורים פרטיים שלימד פה ושם ומעבודה כמורה מחליף, בעוד מאריץ' נכשלת בלימודים ואינה מצליחה לקבל תעודת גמר.
ב-1901 הרתה מאריץ' לאיינשטיין, ונסעה לבית הוריה בסרביה, שם ילדה את התינוקת, שכונתה ליזֶרְל בתחילת 1902. בינתיים אלברט קיבל אזרחות שווייצית ומצא סוף סוף עבודה קבועה - בוחן במשרד הפטנטים בברן, משרה שהשיג בעזרת קשריו של מרסל גרוסמן, ידיד קרוב שלו מהלימודים בציריך. מילבה השאירה את התינוקת אצל הוריה - או בהשגחת חברה קרובה - והצטרפה לאלברט בברן, שם נישאו בינואר 1903. גורלה של התינוקת לא נודע מעולם - היא כנראה מתה ממחלה או נמסרה לאימוץ. בני המשפחה השמידו את רוב המכתבים שבהם הוזכרה, ודבר לידתה נחשף רק שנים רבות אחרי מותם של הוריה. ב-1904 נולד בנם הנס-אלברט, וב-1910 נולד אחיו הצעיר, אדוארד.
איינשטיין היה מתוסכל מעט שלא מצא עבודה אקדמית, אבל נהנה מהגיוון של העבודה במשרד הפטנטים ומהחשיפה לרעיונות חדשים. בעיקר נהנה מכך שהיה מסוגל לסיים בשעות אחדות את חובותיו למקום העבודה, ואת שאר הזמן להקדיש לעבודתו שלו בתחום הפיזיקה. פירות העבודה הזו הבשילו בבת אחת, באותם ארבעה מאמרים מפורסמים של 1905.
שנת הפלאות
המאמר הראשון עוסק באפקט הפוטואלקטרי, תופעה שבה מתכת פולטת אלקטרונים כשמוקרן עליה אור מעבר לעוצמה מסוימת. איינשטיין חיבר בין הממצאים של מקס פלנק (Planck) על קרינת גוף שחור שנפלטת בגדלים קבועים בלבד, ובין הממצאים של פיליפ לנארד (Lenard), שראה כי כאשר מגבירים את עוצמת האור נפלטים יותר אלקטרונים, אך כולם בעלי אנרגיה זהה. הוא ניתח את האור כאילו הוא מורכב מחלקיקים, לא מִגָלים, וכינה את החלקיקים האלה "קוונטים" של אור, כלומר מנות קבועות. עם זאת, הוא הדגיש במאמר שהאור לא מתנהג כאילו הוא עשוי רק מחלקיקים, וכי הממצאים אינם מחייבים לזנוח את התיאוריה שהאור הוא גל, שעובדת היטב בתצפיות אופטיות. אותם חלקיקים או קוונטים של אור יקבלו לימים את השם פוטונים.
לאחר ששלח במרץ את מאמרו פורץ הדרך, חיבר איינשטיין מאמר שנועד להיות עבודת הדוקטורט שלו. הוא כבר הבין שנושא מהפכני כמו קוונטים לא יתקבל בקלות, לכן בחר בנושא ארצי יותר: גודלן של מולקולות. כבר ב-1811 פרסם הכימאי האיטלקי אַמַדֵאוֹ אָבוֹגָדְרוֹ (Avogadro) את ההשערה כי נפח שווה של כל גז, בתנאי טמפרטורה ולחץ זהים, מכיל מספר שווה של חלקיקים. האתגר היה לחשב את המספר הזה, ולקבוע כמה חלקיקים יש במוֹל של חומר - יחידה המבוססת על המשקל האטומי של חומר מסוים. בניגוד לרוב קודמיו, שניסו לחשב את המספר הזה על סמך מדידות של גזים, איינשטיין ניסח משוואות שעושות את החישוב הזה באמצעות מדידות הצמיגוּת של תמיסות סוכר.
איינשטיין קיבל תוצאה של 2.1x10^23, בערך שליש מהערך הידוע כיום - והגיש את העבודה לאוניברסיטת ציריך. בהמשך תיקן שגיאה קלה בחישוב והשתמש בנתונים מעודכנים יותר, וקיבל את תוצאה של 6.56x10^23, קרוב מאוד לערך שחושב בעזרת ניסויים.
זמן קצר לאחר שהגיש את עבודת הדוקטורט שלו שלח איינשטיין לפרסום מאמר נוסף העוסק בחלקיקים. הפעם הוא ניסה להסביר את תופעת התנועה הבְּרַאוּנִית - תנועות של חלקיקים קטנים בנוזל הנראות אקראיות וקופצניות. איינשטיין שיער שהגורמים לתנועה הזו הם אטומים ומולקולות שעד אז לא כל המדענים הכירו בקיומם, ורבים שיערו שהם רק רעיון מופשט. מכיוון שמים, למשל, מורכבים ממולקולות הנעות באופן אקראי, מיליוני מולקולות יפגעו בכל שנייה בחלקיק הצף במים, למשל גרגר חול. מכיוון שמולקולות המים קטנות מאוד, דרושות פגיעות רבות באותו כיוון כדי להסיט את החלקיק, אבל מבחינה סטטיסטית, החלקיק יעבור מרחק גדול יותר ויותר ככל שהמדידה נמשכת זמן רב יותר.
איינשטיין כלל במאמר תחזיות תנועה של חלקיקים, בהתבסס על מכניקה סטטיסטית ועל הנתונים שהיו לו בעניין תנועה של נוזלים צמיגים. כעבור חודשים אחדים הוכיחו מדידות במיקרוסקופים את נכונות התחזיות שלו, שגם סיפקו הסבר לתופעה בעלת חשיבות רבה, וגם הוכיחו את קיומם המוחשי של מולקולות ואטומים.
תורת היחסות
כבר מגיל צעיר העסיק עצמו איינשטיין בניסויים מחשבתיים, כדי לנסות להבין תופעות שונות. באחד הניסויים האלה ניסה לדמיין עצמו רוכב על קרן אור, ונע במהירות האור לצד קרן אור אחרת. במקרה כזה, שאל את עצמו, מה הוא יראה? כשג'יימס קלרק מקסוול ניסח בסוף המאה ה-19 את המשוואות המגדירות גלים אלקטרומגנטיים, המשוואות שלו העלו כי הגלים האלה, הכוללים את האור הנראה, חייבים לנוע במהירות של כ-300 אלף קילומטר בשנייה. זו גם הייתה מהירות האור שמדענים מדדו.
אבל הממצאים לגבי מהירות האור לא התיישבו לגמרי עם עקרונות המכניקה שהיו מקובלים אז. איינשטיין הכיר את עקרון היחסיות, שנקבע מאות שנים קודם לכן, ולפיו אדם שנמצא בתוך מערכת נעה לא יכול לדעת בוודאות שהיא נעה, כל עוד היא נעה בקו ישר ובמהירות קבועה. למשל, אדם שעומד ליד מסילה וצופה ברכבת עוברת, יכול לחשוב שהרכבת חולפת על פניו, בעוד אדם שיושב ברכבת, יראה את הצופה כחולף על פניו. מבחינה פיזיקלית, שניהם צודקים. אם למשל, הנוסע ברכבת יאיר בפנס לעבר הצופה, אמור הצופה לראות את האור נע במהירות גבוהה יותר (מהירות האור + מהירות הרכבת הקרבה אליו), בעוד הנוסע יראה את האור במהירות רגילה. אם הצופה מאיר בפנס, אז הנוסע הוא זה שאמור לראות את האור מתקרב אליו במהירות גבוהה יותר. אבל המשוואות של מקסוול אמורות לחול על שניהם, ואצל שניהם אמורה להימדד אותה מהירות. משהו פה לא מסתדר.
איינשטיין ניסה ליישב את הסתירה הזאת במשך זמן רב, גם כשהיה עסוק בדברים אחרים. ימים אחדים לאחר שהגיש לפרסום את המאמר על התנועה הבראונית, הוא היה שקוע בשיחה עם ידידו הטוב מישל בֶּסוֹ שעבד עמו במשרד הפטנטים, ודן באותה סתירה. במהלך השיחה הזו הבין לפתע איינשטיין את המפתח לבעיה שהטרידה אותו. "הוא ביצע את אחת הקפיצות עשירות הדמיון והאלגנטיות ביותר בהיסטוריה של הפיזיקה", כתב על כך וולטר אייזקסון בביוגרפיה "איינשטיין - חייו והיקום שלו".
איינשטיין הבין שמהירות האור (בריק) קבועה ואינה משתנה. גם הנוסע וגם הצופה ייראו את האור נע באותה מהירות. אבל אם מהירות האור קבועה, משהו אחר חייב להיות שונה בין שתי המערכות. מה שאינו מוחלט, הבין איינשטיין, הוא הזמן. הוא השתמש בדוגמה של רכבת הנוסעת מנקודה A ל-B. צופה שעומד לצד המסילה רואה שני ברקים פוגעים באותו הזמן בשתי הנקודות, A ו-B. אבל נוסע ברכבת שנמצאת בתנועה ומתקרב לנקודה B, יראה את הברק שפגע בה לפני שיראה את הפגיעה בנקודה A. מבחינת הצופה, שני הברקים היו באותו זמן, אבל מבחנת הנוסע - לא. הזמן אינו מוחלט, אלא יחסי לכל מסגרת ייחוס נעה.
אפשר להמחיש את יחסיות הזמן בעזרת עוד דוגמה של רכבות, ולדמיין רכבת שבה מותקן שעון מיוחד: אלומת אור שנעה בין שתי מראות, אחת על רצפת הקרון ואחת על תקרתו. אדם שנוסע ברכבת, יראה את אלומת האור נעה בקו אנכי למראות, ומשלים כל מעבר כזה ב-12 מיליארדיות השניה. אבל אדם שעומד ליד המסילה, יראה את קרן האור נעה באלכסון, בגלל תנועת הרכבת, כך שהאור יעבור מרחק גדול יותר. מכיוון שמהירות האור קבועה, בגלל המרחק הארוך בין המראות, לצופה מבחוץ הזמן על הרכבת ייראה איטי יותר מאשר לנוסע. ההשפעה הזו לא מורגשת במהירות של רכבת רגילה, אבל היא הייתה מורגשת היטב אם מהירות הרכבת הייתה מתקרבת למהירות האור. איינשטיין גם הראה כי לא רק הזמן על הרכבת משתנה, אלא גם המרחב. הנוסע שעומד ליד השעון ייראה לצופה מבחוץ צר יותר, או רזה יותר, כשהרכבת קרובה למהירות האור.
את המאמר על היחסות "על האלקטרודינמיקה של גופים נעים", כתב איינשטיין תוך שבועות אחדים ושלח אותו לפרסום ביוני 1905. הוא ראה אור בספטמבר, באותו גליון של כתב העת עם שני המאמרים הקודמים, על האפקט הפוטואלקטרי ועל התנועה הבראונית. אבל עד שהתפרסמו המאמרים איינשטיין כבר דהר קדימה. בסוף ספטמבר שיגר לכתב העת מאמר נוסף, קצר מאוד, המסביר כי אחת המסקנות מתורת היחסות היא "מסה של גוף היא מדד לתכולת האנרגיה שלו". במילים אחרות, חומר ואנרגיה הם שני ביטויים של אותו הדבר, ואת הקשר ביניהם אפשר לבטא בנוסחה שכיום נכתבת בצורה המוכרת מאוד: E=mc2.
היחסות הכללית
בעקבות הפרסומים המדעיים פורצי הדרך, ובעיקר היחסות, עורר איינשטיין עניין רב בקהילת הפיזיקאים, במיוחד דוברי הגרמנית, והחל מתכתב ונפגש עם כמה מהבולטים שבהם. עם זאת, הוא לא קיבל הצעות עבודה באקדמיה. בבקשה שהגיש למשרה זוטרה באוניברסיטת ברן ב-1907 תמך רק אחד הפרופסורים בוועדת הקבלה.
אף על פי שהמשיך לפרסם מאמרים, איינשטיין המשיך לעבוד במשרה מלאה במשרד הפטנטים, ולא התקבל אפילו למשרות הוראה בתיכון שהגיש להן מועמדות. ב-1908 ניסה שוב את מזלו בברן והתקבל כמרצה זוטר, אך בשכר כה נמוך שלא איפשר לו לעזוב את משרד הפטנטים. רק ב-1909 קיבל סוף משרת פרופסור באוניברסיטת ציריך. כמה חודשים לאחר מכן קיבל הצעה מפתה יותר מהאוניברסיטה הגרמנית בפראג, אבל סבל מהאווירה האנטישמית שם. הוא שמח לשוב לשווייץ ב-1912, הפעם כפרופסור במכון הפוליטכני שבו למד, בין השאר בזכות המלצה של מארי קירי. אבל כעבור שנה פתחה אוניברסיטת ברלין בחיזור נמרץ אחריו, והציעה לו שכר נאה, חופש אקדמי ומעט חובות הוראה. היא אפילו איפשרה לו לשמור על אזרחותו השווייצית. בסוף 1913 השתקע איינשטיין בברלין, בירתה של מולדתו, שלא אהב.
תורת היחסות שפרסם ב-1905 כונתה בהמשך "יחסות פרטית" (special relativity) משום שהיא חלה רק על מערכות הנעות במהירות קבועה בקו ישר, כמו הרכבת הדמיונית. איינשטיין ביקש להרחיב אותה וגם לכלול בה את חוקי הכבידה של ניוטון. את פריצת הדרך הראשונה בכיוון הזה עשה ב-1907, בעודו במשרד הפטנטים. הוא הבין כי אדם שנופל בתאוצה חופשית אינו מרגיש את משקלו, ואדם שעושה זאת בתוך תא סגור, כמו מעלית בנפילה חופשית, פשוט ירחף בתוכו. איינשטיין התחיל להחיל רעיונות של היחסות הפרטית על מערכת מאיצה, ולשלב בה שדות כבידה. הוא הראה באמצעות חישובים כי שעונים יפעלו לאט יותר בשדה כבידה חזק, כפי שהוכח לאחר מכן.
אחרי שהראה שהמרחב והזמן הם גמישים, חיבר אותם איינשטיין זה לזה ותיאר את היקום כיישות אחת שהוא כינה אותה מרחב-זמן. הכבידה של גוף היא עיוות במרחב-זמן שנגרם בגלל המסה שלו. ככל שגוף גדול יותר הוא יוצר עיוות גדול יותר, כלומר הכבידה שלו חזקה יותר. כדי לפתח את הרעיונות האלה לתיאוריה פיזיקלית של ממש איינשטיין היה צריך כלים מתמטיים משוכללים. הוא נזקק לעזרת ידידו מתקופת הלימודים מרסל גרוסמן, שהיה כעת פרופסור למתמטיקה, ולשמונה שנים תמימות של עבודה, בטרם הציג את התיאוריה שלו ב-1915 ופרסם אותה במאמר ב-1916 (במקביל פרסם גם המתמטיקאי הגרמני דויד הילברט משוואות דומות לאלה של איינשטיין, המנסחות את הצד המתמטי של היחסות הכללית).
היחסות הכללית התקבלה בקהילה המדעית בספקנות רבה. איינשטיין הראה כי אפשר להסביר באמצעותה את המסלול המדויק של כוכב הלכת חמה (מרקורי), המתעוות בשל קרבתו לשמש. אבל גם זה לא שכנע את הפיזיקאים השמרנים, ואיינשטיין הבין שדרושה הוכחה אחרת.
כבר ב-1911 הוא פירט במאמר ניסוי שיוכיח כיצד כבידה משפיעה על אור ומסוגלת לעקם אותו, והציע למדוד אם אור של כוכב מרוחק החולף קרוב לשמש בדרכו אלינו מתעקם בהשפעת הכבידה העצומה שלה. אפשר לבדוק זאת בעת ליקוי חמה מלא, כשאז, בזכות החושך הזמני, אפשר לראות כמה כוכבים סמוכים לשפת השמש - אם אכן הכבידה של השמש מעקמת את אורם, הם ייראו מוסטים מעט ממקום הרגיל, כפי שרואים אותם בלילה.
האסטרונום הגרמני ארווין פרוינדליך (Freundlich) התנדב לבצע את התצפית בליקוי החמה שייראה בחצי האי קרים באוגוסט 1914. אלא שבדרכו לרוסיה פרצה מלחמת העולם הראשונה, וגרמניה ורוסיה היו כעת אויבות. הוא וצוותו נעצרו עם טלסקופים וציוד צילום בחשד לריגול, ושוחררו רק בספטמבר, בעסקת חילופים. ב-1919 יצא אסטרונום אחר, ארתור אדינגטון הבריטי, לצלם את הליקוי מאי מול חופי מערב אפריקה, בעוד עמיתיו מצלמים את אותו ליקוי מברזיל. מדידת ההסטה של הכוכבים הוכיחה שאיינשטיין צדק – כבידת השמש אכן מעקמת את האור.
נובל מאוחר
הוכחת התיאוריה זכתה לפרסום עצום גם בעיתונות הפופולרית, ואיינשטיין היה כמעט בן לילה לכוכב תקשורת עולמי. בינתיים התמודד איינשטיין עם תהפוכות גם בחייו האישיים. ב-1912 נפגש מחדש עם אלזה איינשטיין, בת דודו משני הצדדים, שהייתה מבוגרת ממנו בשלוש שנים. השניים התאהבו, מה שגרם להידרדרות נוספת בזוגיותו עם מילבה מאריץ', שהייתה מעורערת גם כך. ב-1918 התגרש ממאריץ', לאחר שהבטיח לה שאם יזכה בפרס נובל, היא תקבל את כל סכום הפרס.
זה המקום לציין כי מאריץ' סייעה לאיינשטיין בעבודתו על היחסות הפרטית, אך נראה כי אין בסיס עובדתי לשמועות שנפוצו בשנים האחרונות כי היא זו שעשתה את רוב העבודה, או שהוא גנב ממנה רעיונות. מאריץ' עצמה מעולם לא העלתה טענה כזו, גם בנקודות השפל העמוקות ביותר של סכסוך הגירושים.
היחסות הכללית שינתה את פני הפיזיקה. אף על פי שחלק מהמדענים התקשו לקבלה, נכונותה הוכחה שוב ושוב בתצפיות וניסויים, ואפילו בתופעות בעלות משמעות מעשית, כמו הצורך לכייל שעונים של לוויינים, שאינם פועלים בקצב אחיד עם השעונים על כדור הארץ. רק לפני כשנתיים התממשה תחזית נוספת של איינשטיין, עם גילוי הגלים הכבידתיים, תוצר נוסף של התיאוריה המהפכנית.
היחסות הניבה גם תוצאות מפתיעות. האסטרונום קרל שוורצשילד (Schwarzchild) שניתח את המשוואות של איינשטיין הסיק כי אם המסה של כוכב תהיה דחוסה בחלל קטן מספיק, הכוכב יקרוס לגוף בעל כבידה כה חזקה, ששום דבר לא יימלט ממנה, גם לא אור. איינשטיין לא חשב שזו תחזית מציאותית, אבל אחרי מותו הוכח כי תופעות כאלה – כיום הן נקראות חורים שחורים – אכן קיימות ואף נפוצות ביקום.
מסקנה אחרת שעלתה מהמשוואות הייתה שהיקום אינו יכול במצב בלתי משתנה: הוא עלול לקרוס בגלל הכבידה המושכת את הגלקסיות והכוכבים אלה לאלה, או שעליו להתפשט ולהתרחב. איינשטיין, שכמו בני דורו סבר שהיקום סטטי ואינו מתפשט או מתכווץ, הוסיף למשוואות קבוע אנטי כבידתי שניטרל את התנועה הזו. הוא התעלם תחילה ממדענים שטענו כי היקום אינו סטטי, אבל ב-1931, לאחר שהאסטרונום אדווין האבל הוכיח שהיקום מתפשט, הודה בטעותו ומחק את הקבוע הזה ממשוואותיו.
ב-1921 יצא איינשטיין עם אלזה, שכבר הייתה אשתו, למסע הרצאות בארצות הברית. המסע נועד גם לגייס כספים לתנועה הציונית, שאיינשטיין היה מיודד עם ראשיה, במיוחד חיים ויצמן, והזדהה עם מטרותיה. כעבור שנה יצא למסע ממושך במזרח הרחוק, ובדרכו חזרה מערבה ביקר בארץ ישראל, התקבל בכבוד מלכים, ונשא דברים בהר הצופים, שם נבנתה האוניברסיטה העברית.
איינשטיין הוצג פעמים רבות כבר מ-1910 כמועמד לפרס נובל על תורת היחסות, אך נדחה שוב ושוב, גם בשל חששם של מדענים שמרנים כי התיאוריה לא התבססה מספיק, וגם בגלל התנגדותם של כמה מדענים אנטישמים, בראשם פיליפ לנארד. ב-1922 כבר לא יכלה ועדת הפרס להתעלם מהשגיו, והחליטה להעניק לו אותו רטרואקטיבית ל-1921 (שבה לא הוענק פרס בפיזיקה, בין השאר בשל המחלוקת על הענקתו לאיינשטיין), אבל לא על תורת היחסות, אלא על גילוי החוק של האפקט הפוטואלקטרי. איינשטיין סירב לדחות בשל כך את מסעו למזרח, ולא בא לטקס. את כספי הזכייה העביר למאריץ', כפי שהבטיח.
ארצות הברית
בשנות ה-20 הלכה והתבססה מכניקת הקוונטים כענף מרכזי בפיזיקה. אף שהיא נסמכה על רעיונות שאיינשטיין עצמו הוכיח, כמו ההתנהגות הקוונטית של האור, הוא הסתייג ממנה ובעיקר מהממד ההסתברותי שלה, ומהרעיון שחלק מהחוקיות שלה מבוסס על תופעות אקראיות. איינשטיין, שפעמים רבות התייחס בהתבטאויותיו לאלוהים, כתב על כך לחבר בהקשר זה את אחד מציטוטיו המפורסמים "הוא (אלוהים) לא משחק בקוביות".
בעקבות עליית האנטישמיות בגרמניה ועליית הנאצים לשלטון שמו איינשטיין ואשתו פעמיהם לאמריקה ב-1933, בלי לדעת שלא ישובו עוד לאירופה לעולם. מבין הצעות רבות למשרה באמריקה הוא בחר במכון ללימודים מתקדמים בפרינסטון, שם המשיך לעבוד על תיאוריה שתאחד את כל הכוחות הפיזיקליים.
אף על פי שהיה פציפיסט, השתכנע איינשטיין מהסכנה המוחשית שגרמניה תפתח פצצת אטום, וחתם ב-1939 עם עמיתו ליאו סילארד על מכתב הקורא לנשיא ארצות הברית, רוזוולט, לקדם פיתוח פצצה אמריקאית כדי לא להישאר מאחור. אחרי המלחמה התנגד מאוד לשימוש בנשק גרעיני ולהמשך פיתוחו, וקרא להקים ממשלה עולמית שתסייע למנוע מלחמות. הוא גם התנגד לרדיפת הקומוניסטים, אף שלא היה קומוניסט בעצמו (אם כי הבולשת הפדרלית חשדה בו).
אנשים רבים שפגשו את איינשטיין תיארו אותו כבעל קסם אישי רב, אבל בחייו הפרטיים חלק גדול מהקסם הזה נעלם. עם בנו הצעיר, אדוארד, לא היה לאלברט קשר טוב. הוא חלה בסכיזופרניה והתגורר רוב חייו הבוגרים במוסד בשווייץ, ואביו לא ביקר אותו מאז עזב את אירופה. עם בנו הבכור, הנס אלברט, התפייס איינשטיין אחרי שנים רבות. הוא היה פרופסור להנדסה בקליפורניה וביקר מדי פעם את אביו בפרינסטון, לעתים עם ילדיו. על אף בגידותיו הרבות ברעייתו, נותרה אלזה לצד בעלה עד מותה ב-1936. לאחר מכן עברה מזכירתו, הלן דוקאס להתגורר עמו, אך היחסים ביניהם כנראה לא היו זוגיים במובן המקובל. איינשטיין סעד בנאמנות את אחותו, מאיה, אחרי שלקתה בשבץ ועד מותה ב-1948.
בשנותיו האחרונות סבל מבריאות לקויה. הרופאים גילו אצלו מפרצת בעורק הבטן, אך לא היה סיכוי של ממש לטפל בה בניתוח. ב-1952, לאחר מותו של נשיא המדינה הראשון, חיים ויצמן, הציע ראש הממשלה בן גוריון את התפקיד לאיינשטיין. במכתב מנומס לשגריר ישראל בארצות הברית דחה איינשטיין את ההצעה וכתב שאינו מוכשר לתפקיד. ב-18 באפריל 1955 הלך איינשטיין לעולמו בשל המפרצת בבטנו, כמה שבועות לאחר יום הולדתו ה-76. הוא הספיק להכין טיוטת נאום לכבוד יום העצמאות השביעי של מדינת ישראל, אך לא לשאתו. יום הולדתו מצויין בישראל כיום המדע הלאומי. רוב ארכיונו וכתביו של איינשטיין הועברו לאוניברסיטה העברית בירושלים.
סוד הגאונות
לבקשת איינשטיין נשרפה גופתו בטקס מצומצם מאוד, בהשתתפות בנו וכמה חברים קרובים. אפרו פוזר בנהר הסמוך. אבל צוואתו לא קוימה במלואה: הפתולוג שניתח את גופתו, תומס הרווי (Harvey), נטל בלי רשות את המוח ושמר אותו אצלו. הוא נימק זאת בערך המחקרי שיהיה לחקר המוח הגאוני, אבל במקום לתרום את המוח למחקר, כפי שהבטיח, החל להסתובב ברחבי ארצות הברית עם מוחו של איינשטיין בשתי צנצנות. מדי פעם שלח דגימות ממנו לחוקרים, אם כי המחקרים המעטים שפורסמו לא הניבו תובנות של ממש באשר לבסיס המורפולוגי לגאונותו.
דמותו של איינשטיין הפכה עוד בחייו לסמל לחוכמה, ושמו משמש עד היום בסלנג מילה נרדפת לגאון. אישיותו הססגונית והשובבית והמראה המרושל וסתור השיער שלו סייעו להפוך את שמו ודמותו למותג של ממש ולבסס את דמותו הגנרית של מדען גאון כפרופסור מפוזר, שדעתו נתונה רק למדע, ולא להבלים כמו מראה חיצוני או אפילו משפחה. סיפור חייו של איינשטיין תועד במאות מחקרים, ספרים ביוגרפיים ועלילתיים, סרטים וסדרות טלוויזיה. חלקם הצליחו להסביר את עבודתו המדעית, אך נראה ששום מחקר לא הצליח לפצח עד תום את סוד גאוניותו של האיש ששינה את היקום.
איתי נבו, העורך הראשי של אתר מכון דוידסון, הזרוע החינוכית של מכון ויצמן
לפנייה לכתב/ת 
