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Cuando León Foucault demostró la rotación de la Tierra
Uno de los instrumentos más visitados y que más captan la atención de las personas que visitan Plaza Cielo Tierra es el péndulo de Foucault.
Este instrumento, que a primera vista puede ser juzgado como simple, y que en el fondo es sencillamente un péndulo, marcó un antes y un después en la historia de las ciencias, pues se utilizó para demostrar por primera vez y de forma científicamente fehaciente, que la Tierra rota sobre un eje imaginario.
Que no era el Sol el que se movía como muchos hombres de ciencia sostuvieron hasta ese momento.
Aunque la idea de que el Sol era el centro de nuestro sistema planetario y que la Tierra y los demás planetas giraban en torna a él, ya había sido considerada por algunos pensadores de la antigua Grecia, y sostenida por reconocidos astrónomos de la edad media como Copérnico, todos ellos se basaban en sus observaciones astronómicas del movimiento de los planetas.
Pero no había hasta ese momento ninguna evidencia de tipo experimental que lo comprobara.
Se abre una historia
El físico francés Jean Bernard León Foucault (1819-1868), más conocido como León Foucault, fue reconocido por ser el encargado de construir el famoso péndulo y por sus grandes descubrimientos y aportes a la ciencia.
Jean Bernard Léon Foucault.
Nacido en el año 1819 en la ciudad francesa de París, León fue un niño de carácter tímido e introvertido.
Inició sus estudios en el Collège Stanislas donde pareció no sentirse cómodo en presencia de sus compañeros de clase, de forma tal que a vista de sus profesores, León no fue un “buen alumno”.
Finalmente su madre decidió contratar tutores para continuar con la educación del niño desde su casa.
De adolescente le encantaba construir juguetes y máquinas, algunos de los cuales eran realmente muy sofisticados, como una máquina de vapor y hasta un telégrafo, ambos aparatos de dos nuevas tecnologías que comenzaban a desarrollarse por aquella época.
Como médico no
Su destreza manual le sugirió a su madre que sería un excelente cirujano y así, habiendo obtenido su diploma de escuela secundaria, ingresó a la escuela de medicina en París en 1839.
Todo parecía marchar bien, hasta que llegaron sus primeras experiencias prácticas en el hospital.
León desconocía hasta ese entonces su fobia a la sangre, y ante el primer contacto con el fluido, se desmayó.
Tampoco concebía la idea de presenciar el dolor y sufrimiento de las personas que eran tratadas en el hospital.
Después de intentar superar estos problemas, se dio cuenta que nunca podría cumplir con sus deberes de médico y se retiró, para comenzar a estudiar física.
Se interesa por la fotografía
Su interés en la experimentación y en la fotografía lo llevaron a participar de las charlas sobre métodos fotográficos dictadas por del pintor y físico francés Louis Daguerre (1787-1851 ).
ionero en este nuevo campo.
Esto le permitió mejorar los procesos fotográficos desarrollados hasta el momento, combinando nuevas habilidades fotográficas. Incluso ideó un método para tomar fotografías a través de un microscopio.
León Foucault junto a Hippolyte Fizeau, uno de los pocos amigos que hizo durante su paso por la secundaria, fueron los encargados de tomar juntos la primera fotografía del Sol en 1845.
Figura 1 Primera fotografía del Sol
Nota. Adaptado de Primera fotografía del Sol {Fotografía} por Plaza Cielo Tierra, 1845, Wikimedia (https://time.com/3807904/first-photograph-of-the-sun/). Dominio Público.
Más innovaciones
Impulsados y motivados por François Arago, matemático, físico y astrónomo francés (1786-1853), quien en ese momento era miembro de la Academia Francesa de Ciencias, Foucault y Fizeau recibieron una sugerencia importante.
Arago, al enterarse de la experiencia de Foucault con la fotografía, les propuso realizar nuevos experimentos para ser presentados ante la Academia.
Entre las propuestas de Arago se encontraba la medición de la velocidad de la luz en el agua.
Originalmente, este era un experimento que él mismo deseaba realizar, pero su visión defectuosa le impedía llevar a cabo un trabajo experimental tan exigente.
Por ello, alentó a Foucault y Fizeau a emprenderlo en su lugar.
Se separaron
Poco después de comenzar a trabajar siguiendo los métodos indicados por Arago, Foucault y Fizeau tuvieron una discusión que marcó su separación profesional.
Cada uno decidió continuar por su cuenta, intentando realizar el experimento de manera independiente.
Alrededor de cinco años más tarde, Foucault logró finalmente demostrar que la luz se desplaza más lentamente en el agua que en el aire, tal como predecía la teoría ondulatoria de la luz propuesta por Huygens en 1678.
Este hallazgo constituyó una confirmación crucial para la teoría y un hito en la historia de la óptica.
Continúa produciendo ideas nuevas
La siguiente idea de Foucault fue diseñar el soporte para un péndulo que le permitiera moverse libremente en cualquier dirección y sin ninguna resistencia, algo que en principio parece trivial pero que sin embargo no lo es.
Una vez puesto en movimiento este péndulo sin restricciones de movimiento en el soporte de su cuerda, debería retener su plano de oscilación tal como lo predice las leyes de la física de la conservación del momento angular.
Aún mientras la Tierra giraba debajo de él.
El resultado de observar este péndulo oscilando continuamente durante muchas horas y sin frenarse lentamente por efectos de rozamiento, debería ser que el plano de oscilación del péndulo fue cambiando.
Para un péndulo oscilando en forma ideal, sin rozamiento ni restricciones, esto no debería ser así, según las bien aceptadas y comprobadas leyes de la física.
El experimento del péndulo de Foucault
¿Qué ocurre?
La conclusión indefectible es que es el marco de sostén del péndulo, que está asentado sobre la Tierra y nosotros mismos, como observadores del fenómeno y parados a su lado, somos los que estamos rotando.
En definitiva, es la Tierra la que se está moviendo, rotando lentamente sobre su eje.
En enero de 1851 logró construir el péndulo en el sótano de su casa con una masa de 35 kilogramos con el que observó el cambio paulatino en el plano de oscilación de la bocha, demostrando claramente por primera vez la rotación de la Tierra.
Le contó lo sucedido a Arago sobre su hallazgo y éste le pidió que repitiera el experimento en el Panteón de París.
Todos los científicos de París recibieron una invitación para presenciar la demostración del péndulo el 3 de febrero de 1851. El evento fue un éxito total.
Inventó el giroscopio
No satisfecho con el éxito que tuvo su demostración, Foucault también inventó el giroscopio, y lo hizo para demostrar de otra manera el movimiento de la Tierra, logrando que el giroscopio permaneciera fijo en el espacio, mientras la Tierra rota.
Fu una invención a la que en aquel momento se le dio poca importancia.
Sin embargo, hoy en día es uno de los elementos fundamentales para la navegación y posicionamiento en barcos, aviones, guía de telescopios, incluso en el telescopio espacial Hubble, entre muchos otros.
Contexto
En diciembre de 1851, Louis Napoleón Bonaparte asume como presidente de la Segunda República Francesa.
Un año después se convierte en Emperador bajo el título de Napoleón III.
En aquel entonces la comunidad científica de Francia despreciaba un poco a León Foucault por no tener una formación científica adecuada.
Pero no se podía decir lo mismo del Emperador Bonaparte, pues él había apoyado enormemente a la ciencia en general y en particular a Foucault, creando, entre otras cosas, el puesto de Físico Adjunto en el Observatorio Imperial.
Espejos de telescopios
Allí Foucault tuvo la posibilidad de desarrollar y descubrir métodos que servirían por ejemplo para medir la curvatura de los espejos de los telescopios, la denominada “Prueba de Foucault” que permite determinar si el espejo de un telescopio era perfectamente esférico o si está deformado.
De esta forma logró también perfeccionar el telescopio reflector, hasta medir la velocidad de la luz con un valor de 298 000 Kilómetros por segundo, precisión que no pudo ser mejorada hasta 1907.
A fines de octubre de 1867, la salud de Foucault comenzó a deteriorarse.
La enfermedad que lo afectaba avanzó rápidamente. Cuatro meses después muere.
Su muerte se asoció a los productos químicos, en particular el mercurio, con los que Foucault había experimentado toda su vida.
También se habla de un rápido desarrollo de esclerosis múltiple como causante repentina de su muerte.
El péndulo de Foucault de la Plaza
Te invitamos a que visites en la Plaza Cielo Tierra y te maravilles con nuestro hermoso e inmenso Péndulo de Foucault, que consiste de una bola de bronce cromada de 30 cm de diámetro, de 50 kilogramos de peso.
Está suspendida por un cable desde una altura de 13 metros, tiene un período de oscilación de 7,2 segundos y tiene un cambio de su plano de oscilación de aproximadamente 6 grados/hora en sentido antihorario, esto es, contrario a las agujas de un reloj.
Arquitecto Lucio Morini & Asociados
