Smartphone kamera

10 keksintöä, joista voit kiittää Einsteinia

Albert Einstein on innoittanut useita keksijäsukupolvia. Hän on siksi – ainakin epäsuorasti – lukemattomien hyvin tavallisten keksintöjen taustalla. Tähän on koottu niistä 10.

tiistai 24. marraskuuta 2015 teksti Anders Bruun

Albert Einstein tunnetaan abstrakteista teorioistaan, eikä hän juurikaan kehittänyt niistä käytännön sovelluksia.

Teoriat, jotka Einstein esittti ajasta, avaruudesta ja valosta, ovat kuitenkin inspiroineet lukuisia keksijäsukupolvia, hänen voidaan katsoa olevan vastuussa lukuisista meille hyvin arkisista keksinnöistä.

1. Televisio

Kiitos Einsteinin pääsemme katsomaan X Factoria tai Mestarien liigaa ruudulta, jonka kuva on terävää. Perinteisessä televisiossa elektroneja kiihdytetään ja ammutaan kohti näyttöpintaa, jossa ne muodostavat kuvan. Einsteinin erityisen suhteellisuusteorian mukaan elektronien massa kasvaa, kun niiden vauhti kiihtyy. Jos näin ei kävisi, näyttökuva jäisi epäselväksi.

2. DVD-soitin

Kaikki laitteet, joissa dataa luetaan lasersäteellä, esimerkiksi CD- tai DVD-soittimet, pohjautuvat teorioihin, jotka ovat Einsteinin käsialaa. Einstein kuvasi laservalon teorian, kun hän työskenteli valosähköisen ilmiön parissa. Vuonna 1924 Einstein ensimmäisenä totesi laservalon tuottamisen olevan mahdollista.

3. Digitaalikamera

Digitaalikamera toimii niin, että kameran kennosto muuntaa linssin läpi tulevan valon sähköisiksi signaaleiksi. Einstein kuvasi periaatteen vuonna 1905 teoriassaan valosähköisestä ilmiöstä, jossa fotonin energia muuntuu sähköksi.

4. GPS-järjestelmä

On Einsteinin ansiosta, että GPS-järjestelmä osaa ohjata sinut perille. GPS-järjestelmä laskee kohteen sijainnin mittaamalla sen etäisyyden neljään satelliittiin. Satelliitit kuitenkin kulkevat 20 000 kilometrin korkeudessa maanpinnasta 14 000 kilometrin tuntivauhtia. Suhteellisuusteorian mukaan aika kuluu hitaammin liikkeessä ja sitä nopeammin, mitä heikompi painovoimakenttä on.

Joka vuorokausi satelliitit jäävät maanpinnan ajasta jälkeen seitsemän mikrosekuntia niiden nopeuden vuoksi ja menevät edelle 45 mikrosekuntia painovoimakenttien vaihtelun vaikutuksesta. GPS-järjestelmä korjaa automaattisesti vuorokaudessa kertyvän 38 mikrosekunnin eron. Ilman sitä ei kuluisi pitkään, ennen kuin GPS-laitteet alkasivat näyttää väärin.

5. Radio-ohjattu kello

Se, että herätyskellosi osaa soittaa tasan kello 6, saattaa johtua siitä, että se on sellainen, joka automaattisesti synkronoi aikansa atomikelloista, joita on GPS-satelliiteissa. Koska aika Einsteinin mukaan kulkee hitaammin satelliitissa kuin Maassa, aikojen välille syntyy pieni, mutta merkittävä ero. Jos sitä ei korjata, ajanmittaus muuttuu epätäsmälliseksi ja sinäkin saatat myöhästyä töistä.

6. PET-kuvaus

Näin toimii PET-kuvauslaite.

Positroniemissiotomografia eli PET-kuvaus tarkoittaa lääketieteellistä kuvantamista, jota ennen potilaaseen ruiskutetaan radioaktiivista merkkiainetta. Merkkiaine sitoutuu esimerkiksi syöpäsoluihin, ja kuvantamistulos näyttää, missä kasvain sijaitsee.

PET-kuvaus perustuu siihen, että radioaktiivisessa hajoamisessa syntyy positroneiksi kutsuttuja hiukkasia. Einstein osoitti positronien olemassasolon erityisessä suhteellisuusteoriassaan.

7. Radiohiiliajoitus

Einstein on "syypää" myös siihen, että pystymme ajoittamaan melko vanhoja esineitä, kuten fossiileja. Hänen yhtälönsä E=mc2 kertoo, että massa ja energia ovat saman asian eri puolia. Mittaamalla hajonneiden atomiydinten määrä eloperäisessä aineessa voidaan saada selville, kuinka pitkän aikaa ne ovat hajonneet eli kuinka vanhaa materiaali on.

8. Hammastahna, joka ei valu

Einstein saa kiitokset myös siitä, että hammastahna ei valu hammasharjan päältä ennen kuin harjan ehtii viedä suuhun. Hän loi kaavan, jolla pystyttiin laskemaan nesteeseen liuenneiden molekyylien koko, mikä teki mahdolliseksi lukuisten tuotteiden, kuten partavaahdon tai hammastahnan, valmistamisen tai parantelun.

9. Matkapuhelin

Einstein kehitti fotonimallin, mikä oli edellytys lukuisille 1900-luvun teknisille keksinnöille. Matkapuhelimet, palovaroittimet, varashälyttimet sekä kauppojen ja hissien automaattiovet ovat esimerkkejä keksinnöistä, jotka eivät olisi olleet mahdollisia ilman kvanttiteoriaa, jonka kehittämisessä Einsteinillakin oli osuutensa.

10. Einsteinin jääkaappi

Einstein työskenteli harvoin konkreettisten ja käytännöllisten keksintöjen parissa, mutta hän keksi kuitenkin jääkaapin, jota kutsutaan Einsteinin-Szilárdin jääkaapiksi. Se oli niin sanottu absorptiojääkaappi, joka vaatii toimiakseen kaasupolttimen. Koska se toimi ilman sähköä, se sopi hyvin köyhille seuduille. Useista prototyypeistä huolimatta sen idea ei kuitenkaan löynyt koskaan läpi.

Albert Einsteinin vuonna 1915 julkaisema yleinen suhteellisuusteoria muutti tapaa, jolla käsitämme maailman. Teemasivuillamme selitämme suhteellisuusteorian ja kerromme paljon muutakin Einsteinista.

Lue vuosisadan keksinnöistä ja lähde mukaamme tieteellisen tutkimuksen etulinjaan!

3 nroa Tieteen Kuvalehteä 9,90. Napsauta tästä.

Lue tästä

Ehkä sinua kiinnostaa...

TILAA TIETEEN KUVALEHDEN UUTISKIRJE

Voit ladata ilmaisen erikoisnumeron, Uskomattomat aivot, heti, kun olet tilannut uutiskirjeen.

Etkö löytänyt, mitä etsit? Tee haku tästä: