Uno de los instrumentos más visitados y que más captan la atención de las personas que visitan La Plaza Cielo-Tierra es sin duda 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, y no es el Sol el que se mueve, como muchas personas sostuvieron hasta ese momento.
Si bien la idea de que el Sol era el centro de nuestro sistema planetario y que la Tierra y los demás planetas giran 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.
Jean Bernard León Foucault, o más simplemente León Foucault, fue un físico francés no solo reconocido por ser el encargado de construir este famoso péndulo, sino también por sus grandes descubrimientos y aportes a la ciencia.
Hoy, 18 de septiembre, se conmemora un nuevo aniversario del natalicio de León Foucault, y aprovechamos esta oportunidad para conocer un poco más sobre la vida y obra de este gran físico francés.
Jean Bernard Léon Foucault.
Nacido en el año 1819 en París, Francia, 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. 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.
Su interés en la experimentación y en la fotografía, lo llevaron a participar en las charlas sobre métodos fotográficos que daba Louis-Jacques-Mandé Daguerre, más conocido como Louis Daguerre, quién fue un pionero en este por entonces 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.
Impulsados y animados por François Arago, matemático, físico y astrónomo francés (Francia, 1786-1853) quien en ese momento era miembro de la Academia Francesa de Ciencias, y enterado de la experiencia de Foucault con la fotografía, les sugirió a ambos, Foucault y Fizeau, realizar otros experimentos para ser presentados ante la Academia. Así fue que les propuso medir la velocidad de la luz en el agua. En realidad, éste era un experimento que Arago quería hacer él mismo, pero su visión defectuosa no le permitía llevar a cabo un trabajo experimental tan exigente. Poco después de comenzar a trabajar con los métodos de Arago, Foucault y Fizeau tuvieron una discusión que marcó la separación de ambos, siguiendo sus propios caminos e intentado cada uno llevar a cabo el experimento por su cuenta. Alrededor de cinco años más tarde, Foucault finalmente pudo demostrar que la luz viaja más lentamente en el agua que en el aire, de acuerdo con lo que predecía la teoría ondulatoria de la luz, propuesta por Huygens en 1678.
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
¿Entonces qué está ocurriendo?
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 tal péndulo en el sótano de su casa y con una masa de 35 kg, 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.
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. Ésta fue una invención 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, etc.
En diciembre de 1851 Louis Napoleón Bonaparte asume como presidente de la Segunda República Francesa, y un año después se convierte en Emperador bajo el título de Napoleon III. Si bien en aquel entonces la comunidad científica de Francia despreciaba un poco a León Foucault por no tener una formación científica adecuada, no se puede decir lo mismo del Emperador Bonaparte, pues él apoyó enormemente a la ciencia en general y en particular a Foucault, creando, entre otras cosas, el puesto de Físico Adjunto en el Observatorio Imperial. 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 Km/s, 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, por lo que 4 meses después finalmente fallece. Su deceso se asoció principalmente a los productos químicos, en particular el mercurio, con los que Foucault había experimentado toda su vida, pero también se habla de un rápido desarrollo de esclerosis múltiple como causante repentina de su muerte.
Te invitamos a que nos 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 kg de peso, está suspendida por un cable desde una altura de 13 m, 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
