3. února 1851, 32letý Francouz, který vypadl z lékařské fakulty a fušoval do fotografie, definitivně prokázal, že Země se skutečně otočila, což překvapilo pařížské vědecké zařízení.
Léon Foucault, konající se na hrudi, rozhodl, že může použít kyvadlo k ilustraci účinku pozemského pohybu. Zavolal skupinu vědců a nalákal je poznámkou, která říká: „Jste vyzváni, abyste viděli, jak se Země otáčí.“ Foucault zavěšil kyvadlo ze stropu poledníku Meridiánské místnosti Pařížské observatoře. Když proletěl vzduchem, sledoval vzorec, který účinně dokázal, že se svět točí kolem osy.
O měsíc později Foucault sdílel svůj experiment s celou Paříží v majestátní budově Pantheonu. Podle American Physical Society, on pozastavil od Pantheon je vznešený kopule 61-libra mosaz bob na 220-noha kabel. Jak se houpal sem a tam, špičatý konec bobu sledoval čáry v písku, který se nalil na dřevěnou plošinu. Postupem času se úhel těchto linií změnil, což naznačuje členům publika, že směr pohybu kyvadla se mění pod vlivem nepředvídatelného rotačního pohybu - Země.
Foucault byl schopen prokázat vědecký koncept způsobem, který by průměrný člověk mohl snadno uchopit, říká Rebecca C. Thompson, vedoucí veřejného dosahu pro APS. Po celá staletí bylo všeobecně považováno za víru, že Země rotuje na ose. Byl to však Foucault, kdo jednou provždy rozptýlil pochybnosti, a tento jev v realitě pevně zakotvil. "Opravdu to začalo s kulturním posunem k zásadnímu pochopení našeho vesmíru jinak, " říká Thompson.
Experiment byl hit, přitahoval hejna fascinovaných Pařížanů a katapultoval Foucault ke slávě. Kyvadla založená na výpočtech Foucaulta se začala objevovat po celém světě - a jsou stále ikonickými rysy mnoha vědeckých muzeí v USA a dalších zemích.
Smithsonian instituce dělala kyvadlo ústředním bodem jeho muzea historie a technologie (který později se stal National muzeum americké historie). Budova - která byla otevřena v roce 1964 na National Mall ve Washingtonu, DC - byla navržena úmyslně pro umístění kyvadla. Visela ze stropu třetího patra a protahovala se 71 stop středem budovy, kde se pomalu a rytmicky houpala přes fantasticky vyzdobený kruh v prvním patře. Smithsonovské kyvadlo bylo určeno k pohledu shora, ve druhém patře.
Kyvadlový aparát inspirovaný Foucaultem v muzeu CosmoCaixa v Barceloně ve Španělsku. Když se dráha kyvadla mění v důsledku rotace Země, bob bude postupně klepat přes všechny svislé tyče kolem obvodu kruhu. (Wikimedia Commons) Při pohledu dolů by návštěvníci viděli symetrickou dutou mosaznou bobovou váhu asi 240 liber a tvarovanou jako obrácená slza. Jak se pohyboval tam a zpět - usnadňováno elektromagnetickým tlakem, aby se udržovalo nepřetržitě kyvné navzdory odporu vzduchu a vibracím v kabelu - srazil by kolíky o palec nebo tak vysoké, které stály v pevných bodech po obvodu malého kruhu. V průběhu času mohli diváci vidět směr změny kyvného kyvadla, což naznačuje, že Země se pod nimi otáčí.
Smithsonovské kyvadlo, stejně jako všechna kyvadla, se pohybovalo v souladu s Foucaultovým sineovým zákonem, který předpovídá, jak moc se kyvadlová dráha každý den zkreslí na základě své šířky. Při absenci vnějších sil by se kyvadlo navždy houpalo tam a zpět v jediné rovině - nedošlo by k postupnému úhlovému posunu. Ale Země se točí, takže příběh není tak jednoduchý.
Protože se všechny body na zemském povrchu otáčí jako jednotka, znamená to, že body umístěné na širších částech planety - blíže k rovníku - musí pokrýt každou metru každou sekundu (tj. Jít rychleji), aby „držely krok“ s trasováním bodů menší kruhy každý den v extrémních severních a jižních šířkách. Ačkoli to necítí, osoba stojící v Quitu v Ekvádoru se pohybuje s výrazně vyšší rychlostí než v islandském Reykjavíku.
Protože každé kyvadlo kyvadla ho vezme z bodu dále od rovníku do bodu blíže k rovníku a obráceně a rychlosti v těchto bodech se liší, dráha kyvadla je jemně zkreslená s každým houpáním a postupně se krouží pryč od jeho původní orientace. Rozsah tohoto účinku závisí na tom, kde na Zemi se kyvadlo otáčí.
Na severním pólu - kde malé změny v zeměpisné šířce mají velké důsledky - by se cesta, kterou sleduje kyvadlo, posunula o celých 360 stupňů za pouhých 24 hodin, vysvětluje Thompson. Mezitím by u rovníku nedošlo k deformaci kyvadla.
S použitím svého sineckého zákona Foucault předpověděl, že cesta jeho kyvadla v Paříži by se posunula o 11, 25 stupňů každou hodinu, nebo 270 stupňů za den. A stalo se.
Smithsonovské kyvadlo bylo nakonec vyřazeno z toho důvodu, že to nemělo nic společného s americkou historií, novým zaměřením bývalého muzea historie a technologie. (Smithsonian Institution Archives) Jeho sine zákon umožňuje každému, kdo má slušnou základnu v trigonometrii, používat kyvadlo k určení své zeměpisné šířky. Ale hlavně v muzeích po celém světě se kyvadlo stalo předmětem, který vyvolává zázrak.
Kyvadlo v muzeu historie a technologie, stejně jako ikonický jako slon, který vítá návštěvníky v rotundě Smithsonianova národního muzea přírodní historie, bylo místem setkávání, nápadným prostředím pro reflexi a vzdělávání. "Bylo to hodně jako fontána v parku, " říká Peter Liebhold, kurátor rozdělení práce a průmyslu v Americkém historickém muzeu.
Děti i dospělí se dívali na kyvadlo a meditovali o jeho pohybu a smyslu. Jednoho rána v roce 1998, předtím, než se muzeum otevřelo, vyštěkl kabel a poslal masivní bob, který se řítil k podlaze, těsně zmizel staffer.
Spíše než opravoval kabel, muzeum se rozhodlo odejít Foucaultovo kyvadlo do důchodu. Jeho ředitel v té době rozhodl, že zařízení nemá co do činění s Amerikou ani s historií, říká Liebhold.
Rozhodnutí rozdělilo zaměstnance. "Byli tam obviňovatelé kyvadla a nenávist kyvadla, " říká Liebhold. Zaměstnanci společnosti Pro-kyvadlo uvedli, že je skvělé sledovat a zábavné. Anti-kyvadlová skupina věřila, že to příliš nepřispělo k úsilí muzea učit veřejnost o americké historii a kultuře.
Přestože Liebhold říká, že byl v táborech nenávisti, věří, že kyvadla mají své místo, jinde. Kyvadlo „dělá masy více důvěrou v sílu vědy, “ říká.
Thompson souhlasí a poznamenává, že zatímco kyvadlo již není potřeba k prokázání toho, že se Země otáčí, „je užitečné, pokud můžeme děti zapojit do vědy.“
