Albert Einstein là một nhà vật lý sinh ra ở Đức, người được biết đến nhiều sau khi lấy bằng Tiến sĩ. và xuất bản các bài báo khoa học. Các lý thuyết về thuyết tương đối và hiệu ứng quang điện là những khám phá nổi tiếng nhất của ông.
Thuyết tương đối hẹp Nhiều người quen thuộc với thuyết tương đối rộng của Einstein nhưng khám phá đầu tiên của ông thực sự được gọi là thuyết tương đối hẹp. Lý thuyết này là sự mở rộng của lý thuyết tương đối được Galileo thảo luận lần đầu tiên. Thuyết tương đối hẹp của Einstein phát biểu rằng tốc độ ánh sáng là như nhau ở tất cả mọi người bất kể nguồn chuyển động là gì. Lý thuyết cũng đề cập đến sự giãn nở của thời gian và sự co lại của chiều dài bằng cách nói rằng một người đang chuyển động dường như co lại theo hướng chuyển động của họ và thời gian chậm lại với cả sự giãn ra của thời gian và sự co lại của chiều dài trở nên đáng chú ý hơn khi vật thể càng gần với tốc độ của soi rọi. Phần đặc biệt của lý thuyết này đề cập đến sự hạn chế của các vật thể trong chuyển động tương đối không đổi.
Thuyết tương đối rộng Einstein công bố thuyết tương đối rộng của mình vào năm 1915 và nó trở thành một trong những lý thuyết quan trọng nhất được phát triển cho vật lý thiên văn hiện đại. Lý thuyết tổng quát mở rộng trên lý thuyết đặc biệt trước đây của ông. Lý thuyết này phát hiện ra rằng lực hấp dẫn và chuyển động ảnh hưởng đến thời gian và không gian. Einstein đã sử dụng lý thuyết tương đương của mình để giúp hình thành cơ sở cho lý thuyết tương đối của mình. Lý thuyết tương đương phát biểu rằng lực kéo của trọng lực lên một vật theo một hướng tương đương với tốc độ gia tốc theo hướng ngược lại. Điều này đã giúp ông khám phá ra thuyết tương đối bằng cách giải thích làm thế nào nếu ánh sáng bị bẻ cong bởi gia tốc hơn là nó cũng phải bị bẻ cong bởi trọng lực. Năm 1919, hai cuộc thám hiểm không gian riêng biệt đã chứng minh rằng Einstein đã đúng. Những cuộc thám hiểm này đã ghi nhận cách ánh sáng ngôi sao bị bẻ cong do lực hấp dẫn do mặt trời tạo ra trong nhật thực. Lý thuyết này cũng chứng minh rằng có một lực phản trọng lực hoạt động trong vũ trụ ngăn cản mọi thứ tự sụp đổ. Einstein gọi đây là hằng số vũ trụ.
Năng lượng nghỉ ngơi E = MC2 là một công thức quen thuộc do Einstein thiết kế. Công thức là viết tắt của năng lượng bằng khối lượng nhân với tốc độ ánh sáng trong bình phương chân không. Đó là một công thức tương đương chứng minh rằng các hạt có năng lượng nghỉ cùng với động năng và thế năng. Phát hiện này ngụ ý rằng lực hấp dẫn có thể bẻ cong ánh sáng. Công thức này cũng tính toán lượng năng lượng được giải phóng hoặc tiêu thụ trong một phản ứng hạt nhân. Chính công thức năng lượng nghỉ này đã giúp tạo ra quả bom nguyên tử đầu tiên, và Einstein được ghi công vì đã viết thư cho Tổng thống Franklin Roosevelt lúc bấy giờ khuyến khích ông tài trợ uranium cho việc chế tạo hạt nhân trong Chiến tranh thế giới thứ hai.
Giải Nobel Hòa bình Mặc dù hầu hết mọi người đều biết đến Einstein nhờ lý thuyết tương đối của ông, nhưng ông đã thực sự giành được giải Nobel Hòa bình về Vật lý năm 1921 cho công trình nghiên cứu về hiệu ứng quang điện. Einstein đã nghiên cứu các bước cần thiết để một bề mặt kim loại phát ra các electron khi tiếp xúc với bức xạ điện từ, một khám phá được ghi nhận cho Heinrich Hertz nhưng được Einstein giải thích, dẫn đến khám phá ra tính đối ngẫu sóng-hạt. Tranh cãi xung quanh lý thuyết tương đối của ông đã ngăn cản lý thuyết của ông được xem xét cho giải Nobel Hòa bình, đó là lý do tại sao ông được vinh danh vì công trình nghiên cứu quang điện từ.
