La 3 februarie 1851, un francez în vârstă de 32 de ani - care a renunțat la școala de medicină și cădea în fotografie - a demonstrat definitiv că Pământul s-a rotit, surprinzând unitatea științifică pariziană.
Acționând asupra unui vânător, Léon Foucault a stabilit că poate folosi un pendul pentru a ilustra efectul mișcării Pământului. El a strâns împreună un grup de oameni de știință, aducându-i o notă care a declarat: „Sunteți invitați să vedeți Pământul întorcându-se.” Foucault a atârnat un pendul de tavanul camerei Meridian al Observatorului din Paris. În timp ce străbătea aerul, trase un model care dovedea în mod eficient că lumea se învârtea în jurul unei axe.
O lună mai târziu, Foucault și-a împărtășit experimentul cu toată Parisul, la maiestuoasa clădire Pantheon. Potrivit American Physical Society, el a suspendat din domul înalt al Pantheonului un bob de alamă de 61 de kilograme pe un cablu de 220 de picioare. În timp ce se învârtea înainte și înapoi, capătul ascuțit al bobului urmărea liniilor în nisip care fusese turnat pe o platformă de lemn. De-a lungul timpului, unghiul acestor linii s-a schimbat, sugerând membrilor audienței că direcția de deplasare a pendulului se schimbă sub influența unei mișcări de rotație nepercepute - cea a Pământului.
Foucault a fost capabil să demonstreze un concept științific într-un mod pe care persoana obișnuită să-l poată înțelege cu ușurință, spune Rebecca C. Thompson, șefa de informare publică pentru APS. Timp de secole, a fost o credință obișnuită că Pământul a rotit pe o axă. Foucault a fost cel care a risipit o dată pentru totdeauna îndoielile persistente și a stabilit fenomenul ferm pe tărâmul faptului. "A început într-adevăr schimbarea culturală pentru a înțelege fundamental universul nostru diferit", spune Thompson.
Experimentul a fost un succes, atrăgând turme de parizieni fascinați și catapultându-l pe Foucault la faimă. Pendulele bazate pe calculele lui Foucault au început să apară la nivel mondial - și sunt încă caracteristici iconice ale multor muzee de științe din SUA și din alte țări.
Instituția Smithsonian a făcut din pendul un punct focal al Muzeului de Istorie și Tehnologie (care a devenit ulterior Muzeul Național de Istorie Americană). Clădirea - care a fost deschisă în 1964 în National Mall din Washington, DC - a fost proiectată pentru a găzdui un pendul. Acesta a atârnat de tavanul de la etajul al treilea și s-a întins cu 71 de metri prin centrul clădirii, unde s-a învârtit încet și ritmic, printr-un cerc fantezist îmbrăcat la primul etaj. Pendulul Smithsonian era destinat să fie privit de sus, la etajul doi.
Un aparat de pendul inspirat de Foucault la muzeul CosmoCaixa din Barcelona, Spania. Pe măsură ce calea pendulului se schimbă datorită rotației Pământului, bobul va bate treptat peste toate tijele verticale din jurul circumferinței cercului. (Wikimedia Commons) Privind în jos, vizitatorii vor vedea o bobină simetrică din alamă care cântărește aproximativ 240 de kilograme și avea forma unei lacrimi inversate. Pe măsură ce se deplasa înainte și înapoi - facilitat de o apăsare electromagnetică pentru a-l menține în mișcare continuu, în ciuda rezistenței aerului și a vibrațiilor din cablu -, ar putea să se prindă pini în centimetri sau atât de înalte, care stau în puncte fixe de-a lungul circumferinței unui cerc mic. De-a lungul timpului, telespectatorii au putut observa schimbarea direcției de schimbare a pendulului, implicând că Pământul se rotea sub ele.
Pendulul Smithsonian, ca toate pendulele, s-a mișcat în conformitate cu legea sinusoidală a lui Foucault, care prezice cât de mult se va denatura calea unui pendul în fiecare zi în funcție de latitudinea sa. În absența forțelor exterioare, un pendul s-ar balansa înainte și înapoi într-un singur plan pentru totdeauna - nu ar exista nici o schimbare unghiulară treptată. Dar Pământul se rotește, așa că povestea nu este atât de simplă.
Deoarece toate punctele de pe suprafața Pământului se rotesc ca o unitate, rezultă că cele situate pe porțiunile mai late ale planetei - mai aproape de ecuator - trebuie să acopere mai mulți metri în fiecare secundă (adică, să meargă mai repede) pentru a „ține pasul” cu punctele de urmărire. cercuri mai mici în fiecare zi la latitudinile extreme nordice și sudice. Deși nu o simt, o persoană care stă în Quito, Ecuador, se deplasează cu o viteză considerabil mai mare decât una în Reykjavik, Islanda.
Deoarece fiecare balansare a unui pendul o duce dintr-un punct mai îndepărtat de la ecuator într-un punct mai apropiat de ecuator și invers, iar viteza în aceste puncte diferă, calea pendulului este distorsionată subtil cu fiecare leagăn, treptat îndepărtată de orientarea sa inițială. Amploarea acestui efect depinde de locul în care pendulul se balansează.
La Polul Nord - unde micile schimbări de latitudine au implicații mari - calea urmărită de un pendul s-ar deplasa printr-un număr complet de 360 de grade în doar 24 de ore, explică Thompson. Între timp, la ecuator, mișcarea unui pendul nu ar putea fi deloc distorsionată.
Folosind legea sinusală, Foucault a prezis că drumul pendulului său din Paris se va schimba cu 11, 25 grade în fiecare oră sau cu 270 de grade pe zi. Și a făcut-o.
Pendulul Smithsonian a fost dezafectat în cele din urmă, pe motiv că nu avea prea multe de-a face cu istoria americană, noul obiectiv al fostului Muzeu de Istorie și Tehnologie. (Arhivele instituției Smithsonian) Legea sa sinusoidală permite oricui care are o împământare decentă în trigonometrie să folosească un pendul pentru a-și determina latitudinea. Dar mai ales, la muzeele din întreaga lume, pendulul a devenit un obiect pe care îl provoacă minunea.
La fel de iconic ca elefantul care salută vizitatorii din rotunda Muzeului Național de Istorie Naturală din Smithsonian, pendulul la muzeul de Istorie și Tehnologie a fost un loc de întâlnire, un fundal izbitor pentru reflecție și educare. „Era foarte mult ca o fântână într-un parc”, spune Peter Liebhold, un curator în divizia de muncă și industrie la Muzeul de Istorie American.
Copii și adulți deopotrivă ar privi pendulul, meditând asupra mișcării și semnificației sale. Într-o dimineață din 1998, înainte ca muzeul să se deschidă, cablul s-a prăbușit, trimițând bobul masiv urlând spre podea, lipsind îngust un personal.
În loc să repare cablul, muzeul a ales să retragă pendulul lui Foucault. Directorul său la acea vreme a decis că dispozitivul nu are mare legătură nici cu America, nici cu istoria, spune Liebhold.
Decizia a împărțit personalul. „Au existat îmbrățișători de pendul și umeri de pendul”, spune Liebhold. Angajații Pro-pendulum au spus că este plăcut și distractiv de urmărit. Grupul anti-pendul a crezut că nu a adăugat mare lucru la eforturile muzeului de a învăța publicul despre istoria și cultura americană.
Deși Liebhold spune că a fost în tabăra urâților, el crede că pendulele au locul lor, chiar în altă parte. Un pendul „face ca masele să aibă mai multă încredere în puterea științei”, spune el.
Thompson este de acord și remarcă faptul că, în timp ce pendulul nu mai este necesar pentru a demonstra că Pământul se rotește, „este util dacă putem angaja copii în știință”.
