3. veljače 1851. godine 32-godišnji Francuz - koji je napustio medicinsku školu i bavio se fotografijom - konačno je pokazao da se Zemlja doista rotira, iznenadivši parišku znanstvenu ustanovu.
Glumio je predodžbu, Léon Foucault odredio je da bi mogao klatno prikazati učinak gibanja Zemlje. Pozvao je skupinu znanstvenika, zazivajući im bilješku koja je izjavljivala: „Pozvani ste vidjeti Zemlju da se okreće.“ Foucault je visio klatno sa stropa Meridijanske sobe Pariškog opservatorija. Dok je lebdio zrakom, pronašao je obrazac koji je učinkovito dokazao da se svijet vrti oko osi.
Mjesec dana kasnije, Foucault je podijelio svoj eksperiment sa cijelim Parizom u veličanstvenoj zgradi Panteona. Prema Američkom fizičkom društvu, s pantheonove uzvišene kupole suspendirao je mesingani kalem od 61 kilogram na kablu dužine 220 stopa. Dok se ljuljao naprijed-natrag, zašiljeni kraj bobe ušao je u tragove pijeska nasutih na drvenu platformu. S vremenom se kut ovih linija mijenjao, sugerirajući članovima publike da se smjer putovanja klatna mijenja pod utjecajem neprimjenog rotacijskog gibanja - onog na Zemlji.
Foucault je mogao pokazati znanstveni koncept na način na koji bi to prosječan čovjek mogao lako shvatiti, kaže Rebecca C. Thompson, šefica javnog informiranja o APS-u. Stoljećima je bilo uobičajeno vjerovanje da se Zemlja rotira na nekoj osovini. Ali Foucault je razriješio postojeće sumnje jednom zauvijek, utvrdivši fenomen čvrsto u carstvu. "Zapravo je započeo kulturni pomak u temeljnom razumijevanju našeg svemira", kaže Thompson.
Eksperiment je bio pun pogodak, privlačeći jata opčinjenih Parižana i katapultirajući Foucaulta na slavu. Njihala koja se temelje na Foucaultovim proračunima počela su se pojavljivati širom svijeta - i dalje su ikonične značajke mnogih muzeja znanosti u SAD-u i drugim zemljama.
Smithsonian Institucija je klatno postavila kao žarište svog Muzeja povijesti i tehnologije (koji je kasnije postao Nacionalni muzej američke povijesti). Zgrada - koja je otvorena 1964. godine u Nacionalnom tržnom centru u Washingtonu, DC - zamišljeno je da primi klatno. Visio je s stropa trećeg kata i protezao se 71 stopa kroz sredinu zgrade, gdje se polako i ritmično njihao po maštovito ukrašenom krugu na prvom katu. Smithsonovo klatno bilo je namijenjeno gledanju odozgo, na drugom katu.
Alat za klatno nadahnut Foucaultom u muzeju CosmoCaixa u Barceloni, Španjolska. Kako se putanja klatna pomiče zbog rotacije Zemlje, bob će postepeno previjati sve vertikalne šipke oko kruga kruga. (Wikimedia Commons) Gledajući dolje, posjetitelji su vidjeli simetrični šuplji mesingani bob težak oko 240 kilograma i oblikovan kao obrnuta suza. Kako se kretala naprijed-natrag - olakšano elektromagnetskim pritiskom da bi se kontinuirano njihalo, unatoč otporu zraka i vibracijama u kablu - srušila bi igle ili visoke visine igle u stalnim točkama duž opsega malog kruga. S vremenom su gledatelji mogli vidjeti smjer ljuljanja njihala, što implicira da se Zemlja okreće ispod njih.
Smithsonijevo klatno, kao i sva klatna, pomaklo se u skladu s Foucaultovim sinusnim zakonom, koji predviđa koliko će putanja klatna svaki dan iskriviti na osnovu njegove širine. Bez bilo kakvih vanjskih sila, klatno bi se zauvijek ljuljalo naprijed-natrag u jednoj ravnini - ne bi došlo do postupnog kutnog pomaka. Ali Zemlja se okreće, pa priča nije tako jednostavna.
Budući da se sve točke na Zemljinoj površini okreću kao cjelina, slijedi da one smještene na širim dijelovima planete - bliže ekvatoru - moraju prekrivati više metara svake sekunde (tj. Ići brže) da bi „držale korak“ s točkama koje slijede manji krugovi svaki dan na krajnjim sjevernim i južnim širinama. Iako to ne osjećaju, osoba koja stoji u Quitou u Ekvadoru kreće se znatno većom brzinom od one u Reykjaviku na Islandu.
Budući da svaki zamah klatna vodi od točke koja je udaljenija od ekvatora do točke koja se bliži ekvatoru i obrnuto, a brzine u tim točkama razlikuju se, putanja klatna suptilno se iskrivljava sa svakim zamahom, postepeno se odvajajući od njegova izvorna orijentacija. Opseg ovog učinka ovisi o mjestu na kojem se klatno ljulja.
Na Sjevernom polu - gdje male promjene zemljopisne širine imaju velike posljedice - staza praćena klatnom kretala bi se kroz punih 360 stupnjeva u samo 24 sata, objašnjava Thompson. U međuvremenu, na ekvatoru se ne bi moglo vidjeti da pokrete klatna uopće iskrivljuju.
Koristeći svoj sinusni zakon, Foucault je predvidio da će se put njegova klatna u Parizu kretati 11, 25 stupnjeva svakog sata ili 270 stupnjeva dnevno. I uspjelo je.
Smithsonijevo klatno konačno je pušteno iz razloga što nema puno veze s američkom poviješću, što je novi fokus nekadašnjeg Muzeja povijesti i tehnologije. (Smithsonian Institution Archives) Njegov zakonski sinus omogućuje svima koji imaju pristojno prizemljenje u trigonometriji da koriste klatno za određivanje njihove zemljopisne širine. Ali uglavnom je u muzejima širom svijeta klatno postalo predmet koji izaziva čudo.
Kao klon poput slona koji pozdravlja posjetitelje u rotondi Smithsonianovog nacionalnog prirodnog muzeja, klatno u muzeju povijesti i tehnologije bilo je mjesto susreta, upečatljiva pozadina za razmišljanje i obrazovanje. "Bilo je vrlo poput fontane u parku", kaže Peter Liebhold, kustos odjela rada i industrije pri Američkom povijesnom muzeju.
I djeca i odrasli zurili bi u klatno, meditirajući o njegovom pokretu i značenju. Jednog jutra 1998., prije nego što se muzej otvorio, kabel je puknuo i poslao masivnu kalupu koja je udarala prema podu, usko je nedostajalo osoblje.
Umjesto da popravi kabel, muzej je izabran da povuče Foucaultovo klatno. Tada je njegov direktor odlučio da uređaj nema previše veze s Amerikom niti s poviješću, kaže Liebhold.
Odluka je podijelila osoblje. "Bilo je lovaca na klatno i mrzitelja", kaže Liebhold. Zaposlenici pro-klatna rekli su kako je gledati cool i zabavno. Skupina protiv klatna vjerovala je da to ne doprinosi naporima muzeja da nauči javnost o američkoj povijesti i kulturi.
Iako Liebhold kaže da je bio u kampu mržnje, vjeruje da klatne imaju svoje mjesto, baš negdje drugdje. Njihalo "čini mase više pouzdanima u moć znanosti", kaže on.
Thompson se slaže i napominje da iako klatno više nije potrebno da bi dokazalo da se Zemlja okreće, „korisno je ako djecu možemo baviti znanošću.“
