3. helmikuuta 1851 32-vuotias ranskalainen - joka oli lopettanut lääketieteen koulun ja sekoittunut valokuvaukseen - osoitti lopullisesti, että maapallo todellakin pyörii yllättäen Pariisin tiedelaitoksen.
Léon Foucault oli arkalla toimiessaan päättänyt käyttää heiluria havainnollistamaan Maan liikkeen vaikutusta. Hän kutsui yhteen ryhmän tutkijoita houkuttelemalla heidät muistiinpanolla, joka julisti: ”Sinua kutsutaan näkemään maan kääntyminen.” Foucault ripustaa heilurin Pariisin observatorion meridiaanin huoneen katosta. Kun se pyyhkäisi ilman läpi, se jäljitti kuvion, joka osoitti tehokkaasti, että maailma pyörii akselin ympäri.
Kuukautta myöhemmin Foucault jakoi kokeilun koko Pariisin kanssa majesteettisessa Pantheon-rakennuksessa. Amerikkalaisen fyysisen yhdistyksen mukaan hän ripusti Pantheonin ylevästä kupolista 61-kiloisen messinkitupon 220 jalan kaapeliin. Kun se heilahti edestakaisin, bobin terävä pää jäljitti linjat hiekkaan, joka oli kaadettu puiselle alustalle. Ajan myötä näiden viivojen kulma muuttui, mikä viittaa yleisön jäseniin, että heilurin liikkumissuunta muuttui käsittämättömän pyörimisliikkeen - Maan - vaikutuksen alaisena.
Foucault pystyi osoittamaan tieteellisen konseptin tavalla, josta tavallinen ihminen voi helposti ymmärtää, kertoo APS: n julkisen toiminnan johtaja Rebecca C. Thompson. Vuosisatojen ajan oli yleisesti uskoa, että maa pyöri akselilla. Mutta Foucault hajotti pysyvät epäilykset lopullisesti ja vakiinnutti ilmiön tiukasti tosiasioiden valtakuntaan. "Se todella alkoi kulttuurimuutos ymmärtää perusteellisesti maailmankaikkeuttamme eri tavalla", Thompson sanoo.
Kokeilu oli hitti, joka veti kiehtoneiden pariisilaisten parvia ja katapulttii Foucaultia kuuluisuuteen. Foucaultin laskelmiin perustuvat heilurit alkoivat näkyä maailmanlaajuisesti - ja ne ovat edelleen ikonien piirteitä monissa Yhdysvaltain ja muiden maiden tiedemuseoissa.
Smithsonian instituutio teki heilurin keskipisteeksi historian ja tekniikan museossa (josta myöhemmin tuli Amerikan historian kansallismuseo). Rakennus - joka avattiin vuonna 1964 National Mallilla Washingtonissa, suunniteltiin tarkoituksella heilurin sijoittamiseksi. Se roikkui kolmannen kerroksen katosta ja ulottui 71 jalkaa rakennuksen keskustan läpi, missä se heilahti hitaasti ja rytmisesti toiseen kerrokseen mielikuvituksellisesti upotetun ympyrän läpi. Smithsonian heiluri oli tarkoitettu katsottavaksi ylhäältä, toiseen kerrokseen.
Foucault-innoittama heilurilaite CosmoCaixa -museossa Barcelonassa, Espanjassa. Kun heilurin polku muuttuu maan pyörimisnopeuden takia, kela tippuu vähitellen kaikkien pystysuorien tankojen ympäri ympyrän kehän ympäri. (Wikimedia Commons) Katsellen alaspäin kävijät näkivät symmetrisen onton messinkibobin, joka painaa noin 240 kiloa ja on käänteisen kyyneleensä muotoinen. Kun se liikkui edestakaisin - helpotettuna sähkömagneettisella työntämisellä, jotta se pysyy jatkuvasti heilumassa huolimatta kaapelin ilmavastuksesta ja värähtelyistä - se kaataisi tuumaa tai niin korkeita tappeja, jotka seisovat kiinteissä kohdissa pienen ympyrän kehällä. Ajan myötä katsojat näkivät heilurin heilautumisen suunnan, mikä viittaa siihen, että maa pyörii heidän allaan.
Smithsonian heiluri, kuten kaikki heilurit, liikkui Foucaultin sinilain mukaisesti, joka ennustaa kuinka paljon heilurin polku vääristää joka päivä sen leveysasteen perusteella. Ilman ulkoisia voimia heiluri heiluaisi edestakaisin yhdessä tasossa ikuisesti - asteittaista kulmansiirtoa ei olisi. Mutta maa pyörii, joten tarina ei ole niin yksinkertainen.
Koska kaikki maapallon pisteet pyörivät yhtenä kokonaisuutena, seuraa, että planeetan laajemmilla osilla - lähempänä päiväntasaajaa - sijaitsevien pisteiden on peitettävä enemmän metrejä sekunnissa (ts. Mennä nopeammin) "pysyäkseen" pisteiden jäljityksen suhteen pienempiä ympyröitä joka päivä äärimmäisillä pohjoisilla ja eteläisillä leveysasteilla. Vaikka he eivät tunne sitä, Quitossa, Ecuadorissa, seisova henkilö liikkuu huomattavasti suuremmalla nopeudella kuin Islannin Reykjavikissa.
Koska jokainen heilurin heilahdus vie sen päivästä, joka on kauempana päiväntasaajasta, kohtaan, joka on lähempänä päiväntasaajaa, ja päinvastoin, ja nopeudet näissä kohdissa ovat erilaisia, heilurin polku vääristyy hienovaraisesti jokaisen heilahduksen myötä, ja asteittain vääntö sen alkuperäinen suunta. Tämän vaikutuksen laajuus riippuu siitä, missä maapallossa heiluri heilahtelee.
Pohjoisnavalla - missä pienillä leveysastemuutoksilla on suuria vaikutuksia - heilurin jäljittämä polku siirtyy täyden 360 asteen läpi vain 24 tunnissa, selittää Thompson. Päiväntasaajan kohdalla heilurin liikkeen ei nähty vääristyvän ollenkaan.
Sinifiinilainsa avulla Foucault ennusti, että heilurin polku Pariisissa muuttuu 11, 25 astetta tunnissa tai 270 astetta päivässä. Ja se tapahtui.
Smithsonian heiluri lopulta käytöstä poistettiin sillä perusteella, että sillä ei ollut paljon tekemistä Yhdysvaltojen historian kanssa, entisen historian ja tekniikan museon uuden painopisteen kanssa. (Smithsonian instituutin arkisto) Hänen sinilaki antaa kaikille, joilla on kunnollinen maadoitus trigonometriassa, käyttää heiluria leveysasteensa määrittämiseen. Mutta enimmäkseen maailman museoissa heilurista on tullut esine, joka herättää ihmeitä.
Yhtä ikoninen kuin elefantti, joka toivottaa vierailijoita Smithsonianin kansallisen luonnontieteellisen museon rotundassa, historia- ja tekniikkamuseon heiluri oli kohtaamispaikka, silmiinpistävä tausta heijastus- ja kasvatustöille. "Se oli hyvin kuin suihkulähde puistossa", sanoo Peter Liebhold, kuraattori työ- ja teollisuusjaosta American History Museumissa.
Sekä lapset että aikuiset tuijottaisivat heiluria, meditoiden sen liikettä ja merkitystä. Eräänä aamuna vuonna 1998, ennen kuin museo oli avannut, kaapeli napsahti, lähettäen massiivisen bobin loukkaantuvan kohti lattiaa ja puuttuen kapeasti työntekijästä.
Sen sijaan, että korjattaisiin kaapelia, museo päätti jäädyttää Foucaultin heilurin. Sen johtaja päätti tuolloin, että laitteella ei ollut paljon tekemistä Amerikan tai historian kanssa, Liebhold sanoo.
Päätös jakoi henkilöstöä. "Siellä oli heilurihalauksia ja heilurivihaajia", Liebhold sanoo. Pro-heilurin työntekijät sanoivat, että se oli siisti ja hauska katsella. Heilurin vastainen ryhmä uskoi, että se ei lisännyt paljon museon pyrkimyksiä opettaa yleisölle Yhdysvaltojen historiaa ja kulttuuria.
Vaikka Liebhold kertoo olleensa vihaajien leirillä, hän uskoo heilurien olevan paikkansa, aivan muualla. Heiluri “saa massat luottamaan tieteen voimaan”, hän sanoo.
Thompson on samaa mieltä ja toteaa, että vaikka heiluria ei enää tarvita todistamaan, että maa kiertää, "on hyödyllistä, jos saamme lapset harjoittamaan tiedettä".
