Léon Foucault, 1851: A predsa sa točí!

Autor: František Cudziš | 24.5.2021 o 2:00 | (upravené 24.5.2021 o 18:37) Karma článku: 2,06 | Prečítané:  315x

    Tento výrok údajne vyslovil Galileo Galilei na odchode z inkvizičného súdu, lebo „rukolapný“ dôkaz pre toto tvrdenie nebol naporúdzi. Až v roku 1851 Léon Foucault navrhol experiment, ktorý dokazuje rotáciu Zeme priam „očividne“.

    Prípad Galileo

    Galileo Galilei sa narodil 15. februára 1564 . Jeho otec Vincenzo (obchodník so súknom a hudobník) chcel mať zo syna lekára. Mladý Galilei sa teda zapísal v Pise na štúdium medicíny, ale zanedlho si ho celkom podmanila matematika. Na prelome 16. a 17. storočia už bol jedným z najvynikajúcejších a najpokrokovejších osobností, jedným zo zakladateľov modernej prírodovedy a novodobej fyziky.

    Dvadsaťročný napísal vedecké pojednanie, v ktorom presne formuloval základné pojmy ohľadom (mechanického) pohybu. Dvadsaťdvaročný objavil zákon o zotrvačnosti (exaktne ho sformuloval až Isaac Newton) a o relativite pohybu (tzv. mechanický princíp relativity), odvodil zákonitosti o rovnováhe síl v jednoduchých strojoch a v pohybe po naklonenej rovine, tiež o pohybe kyvadla a najmä zákon voľného pádu.

    Na základe týchto výsledkov už ako dvadsaťpäťročný prednášal matematiku na univerzite v Pise.

    V tom čase sa zoznámil aj s učením Mikuláša Kopernika (1473 - 1543) a stal sa presvedčeným prívržencom jeho heliocentrickej sústavy sveta. Kopernik totiž už v roku 1507 dospel k záveru, že hviezdy len zdanlivo obiehajú okolo Zeme, a že stredobodom našej slnečnej sústavy je Slnko. Hviezdy obiehajú okolo Slnka práve tak ako aj naša Zem. Túto (vo svojej dobe azda najväčšiu) pravdu, zverejnil až tesne pred svojou smrťou v roku 1543, čím vážne spochybnil dovtedy panujúcu cirkevnú dogmu o geocentrizme (Zem sa mala – nehybná – nachádzať v strede vesmíru). Prirodzene, Svätá stolica dala toto učenie okamžite na index zakázaných kníh.

    Keďže o Galileovi bolo verejne známe, že sa stotožňuje s Kopernikovým učením, dogmatici začali útočiť aj na neho. Preto radšej z Pisy odišiel a stal sa na osemnásť rokov profesorom matematiky na univerzite v Padove.

    Vtedajšie duchovné pomery si vyžadovali značnú opatrnosť v konaní. Samotný Galileo, aby sa vyhol inkvizícii, navonok popularizoval cirkevné učenie o geocentrizme. No súčasne, napríklad v liste Johannovi Keplerovi (1571 - 1630) zo 4. augusta 1597 schvaľuje Kopernikovo učenie o heliocentrizme. [Aj sám Kepler, ako pražský dvorný astronóm Rudolfa II. (1552 - 1612), mal čo robiť, aby uchránil svoju vlastnú matku pred upálením na inkvizičnej hranici.]

    Ani Galileo Galilei sa napokon inkvizičnému súdu neubránil.

    Inkvizícia je dnes známa predovšetkým v spojitosti s inkvizičnými inštitúciami rímskokatolíckej cirkvi. V procese inkvizície, ktorá mohla – a aj konala proti podozrivým sama od seba - sa zisťovalo uskutočňovanie ich (prípadných) trestných činov, medzi ktoré sa radil aj tzv. heretizmus (kacírstvo). [1] So svojimi domnelými nepriateľmi sa neraz dokázala vysporiadať veľmi kruto, ale „špinavú“ prácu pri realizácii svojich rozsudkov – napríklad upaľovanie odsúdencov na hranici – prenechávala tzv. „svetskej moci“, nakoľko „jej svätosť“ by to nectilo.

    Koncom roka 1615 musel Galileo odísť do Ríma, kde sa začal prvý inkvizičný proces proti nemu. Ten trval od februára do júna 1616. Na pápežovo odporúčanie súhlasil pred kardinálom Bellaminom, že sa „zrieka svojho názoru, nebude podľa neho vyučovať a nebude ho obhajovať“. Galileo ako veriaci kresťan pritom uveril, že týmto „zrieknutím sa“ je jeho prípad vybavený, a tiež, že „si tým získal v Ríme najlepšiu povesť“. (Z jeho listu zo 4. júna 1616 priateľovi vo Florencii.)

    V júni 1616 sa Galilei vrátil do Florencie a pokračoval v pozorovaní hviezd. Z tohto obdobia je známy spor o kométach, pri ktorom Galilei publikoval veľa svojich pozorovaní. Ale činili sa aj jezuiti.

    V lete 1623 sa niekdajší, Galileimu priateľsky naklonený kardinál Barberini stal pápežom Urbanom VIII. a Galilei, usilujúci sa udržať si „priazeň pápeža“, smelo pokračoval vo svojich výskumoch. V roku 1632 vyšlo jeho dielo „Dialogo“, v ktorom zhrnul svoje názory o Kopernikovom učení a o jeho praktickom význame.

    „Dialogo“, pojednanie (spísané formou rozhovoru, dialógu) o dvoch svetových sústavách – geocentrickej a heliocentrickej – vybičovalo nie len záujem, ale aj obdiv vtedajších vedcov. No súčasne zburcovalo aj zúrivosť vplyvných dominikánov a jezuitov, čo nemohlo ostať bez vplyvu ani na pápeža. Márnomyseľný Urban VIII., aby ho nepokladali za nevzdelanca, opäť predvolal do Ríma vtedy už sedemdesiatročného a chorľavého Galilea. Nepomohli ani Mediciho diplomacia a lekárske svedectvá. Po desaťtýždňovom čakaní začal 12. apríla 1633 pred desaťčlennou Svätou inkvizíciou druhý proces s Galileom, trvajúci do 22. júna toho istého roka.

    Obžaloba znela – kacírstvo.

    Dôkaz – sfalšovaný Bellaminov protokol z prvého procesu.

    Starec Galileo sa bránil nešikovne... A Svätá inkvizícia sa vo svojej robote vyznala. Najprv použila presviedčanie, potom násilie. Napokon zmorený a zlomený Galileo svoje učenie (opäť len formálne) odvolal. Zato sa mu dostalo „milosti“ odpykávať si doživotné väzenie v Siene neďaleko Florencie.

    Niektorí tvrdia, že okrídlenú vetu „Eppur si muove!“ – A predsa sa krúti! – Galileo Galilei údajne nikdy v tom najinkriminovanejšom čase nevyslovil. Kto by sa však dnes divil, aj keby to bola pravda? Nikto nemôže poprieť, že Galileo bol najvýraznejším géniom svojej doby.

    Základné astronomické pohyby Zeme

    Ešte koncom stredoveku sa verilo, že Zem je nehybným stredom vesmíru, obklopenom nebeskou sférou hviezd. A je tak trochu paradoxné, že jedna z možných interpretácií negatívneho výsledku Michelsonovho-Morleyovho experimentu akoby potvrdzovala túto pochybnú dogmu: Očakávaná interferencia rozdelených a opäť spojených zväzkov svetelných lúčov nenastala preto, lebo Zem je nehybná, v svetovom éteri sa nepohybuje, neexistuje teda ani žiaden éterový vietor, ktorého pôsobenie na svetlo mal Michelsonov interferometer preukázať. Michelson určite nespal pokojne mnoho nocí, horúčkovito hľadajúc iné vysvetlenie. Aj iní fyzici začali pracovať na rôznych variantoch Michelsonovho experimentu, no dodnes z nich žiaden neuspel.

    Prečo?

    Veď, ako som už bol napísal, my dnes naisto vieme, že Zem sa v (svetovom) priestore pohybuje, lebo vieme vybadať niekoľko jej čiastkových (relatívnych) pohybov. Tie základné – pre potreby svojich myšlienkových úvah – označujem pojmom „astronomické“ pohyby.

    Prvým z nich je rotácia Zeme okolo svojej osi. Tento pohyb sa odráža v zdanlivom otáčaní nočnej oblohy okolo bodu, do ktorého smeruje os onej rotácie. Na severnej pologuli sa tento bod nachádza blízko hviezdy zvanej „Severka“ alebo „Polárka“. Astronómovia však vybadali, že rotáciu Zeme nepatrne komplikuje tzv. precesný pohyb, ktorý je veľmi zaujímavým javom aj pri pozorovaní obyčajného zotrvačníka, opierajúceho sa - pri rotácii v náklone - jedným koncom svojej osi o podložku.

    Že Zem sa v svetovom priestore pohybuje, astronómom naznačuje aj tzv. aberácia svetla a paralaxa jednotlivých (relatívne blízkych) hviezd. 

    V podstate druhým zo známych základných „astronomických“ pohybov Zeme je (údajný) pohyb Zeme (doslovne) OKOLO Slnka. Tento pohyb sa odráža v zdanlivom putovaní Slnka tzv. zodiakálnymi súhvezdiami (súhvezdiami tzv. zverokruhu) v priebehu jedného roka.[2]V teórii kozmodriftu, ktorej základov som autorom, však tvrdím, že Zem sa v skutočnosti (t.j. objektívne) pohybuje V OKOLÍ Slnka. Inými slovami, pohybuje sa POPRI  ŇOM tak, že Slnko ju (spolu s ostatnými planétami) unáša svetovým priestorom, a to minimálne z dôvodu rotácie našej galaxie, označovanej názvami Galaxia alebo Mliečna dráha. Pozorovaním (len) zdanlivého pohybu Slnka súhvezdiami však túto podstatnú otázku, ktorá z týchto dvoch možností je správna, nemožno rozhodnúť. Na to je potrebné navrhnúť iný experiment.

    (O ostatných možných „astronomických“ pohyboch Zeme, ktorých výslednicou by mal byť jej objektívny kozmodriftový pohyb, v tomto článku je škoda hovoriť, lebo by sa tým neúmerne rozšírila jeho téma.)

    Jednako je však na pováženie, že (dômyselný) Michelsonov-Morleyov experiment nie je spôsobilý registrovať nič z týchto pohybov. (Neskôr si povieme pravdepodobnú príčinu.) A iný dômyselný experiment – áno! Konkrétne – rotáciu Zeme okolo svojej osi.

    Foucaultovo kyvadlo

    Tento pozoruhodný – a veľmi názorný - Foucaultov (1819 - 1868) experiment s kyvadlom predišiel podobne dôležitý Michelsonov-Morleyov o rovných 30 rokov.

    Foucaultovo kyvadlo bol experiment, ktorý exaktným spôsobom dokázal rotáciu Zeme. Pomenované je podľa francúzskeho fyzika Léona Foucaulta. Dnes používané kyvadlo predstavuje 28 kg ťažká pozlátená guľa o priemere 30 cm zavesená na 67 m dlhom oceľovom drôte, ktorý je upevnený na strope Panteónu v Paríži. Na kyvadlo pôsobí zdanlivo tzv. Coriolisova sila [3], ktorá vychyľuje kyvadlo stále proti smeru otáčania hodinových ručičiek. V skutočnosti sa netočí kyvadlo, ale Zem. Kyvadlo si zachováva stále rovnaký smer kmitania.[4]

Tento experiment Foucault predviedol verejnosti prvý raz v r. 1851.

    Poznatok, že rovina kyvu sa nemení, bol zrejme získaný exaktne a Foucaulta napadlo využiť ho na preukázanie (dovtedy – de facto - stále hypotetického rotačného pohybu Zeme). O jeho výpočtoch pred realizáciou experimentu mi nie je nič známe. Predpokladám však, že najvážnejším problémom realizácie bolo znížiť trenie kyvadla v závese na minimálnu mieru a dobu kyvu navodiť čím najdlhšiu. Už som sa raz zmienil, že Foucaultovo kyvadlo svojimi jednotlivými kyvmi akoby integrovalo veľkosť uhla pootočenia Zeme za pomerne dlhý čas (desiatky minút až hodinu) vzhľadom na nemennú rovinu kyvov, čo je tým pravým predpokladom pre dobre pozorovateľný a efektný výsledok experimentu.

    Aby Foucault mohol dosiahnuť potrebnú dobu kyvu, potreboval primerane dlhý záves. Aby experiment uchránil pred rušivými vplyvmi – napríklad veterného alebo daždivého počasia – rozhodol sa ho realizovať v interiéri vhodnej budovy, akou je aj parížsky Panteón. Aby trenie kyvadla v závese neuberalo priveľmi z kinetickej energie kyvadla, na ktorú sa transformovala počiatočná potenciálna energia základného vychýlenia kyvadla od zvislej polohy, zvolil váhu približne 30 kg. V onom prvom historickom experimente sa nejednalo o žiaden pozlátený predmet na konci lana. Skôr to bola (zrejme plechová) guľovitá nádoba naplnená jemným pieskom, ktorý sa počas kývania sypal malým otvorom na podlahu Panteónu a vyznačoval tak okamžitú polohu roviny kyvu vzhľadom na pomaly sa pod ním pootáčajúcu Zem. Aby kyvy kyvadla nenarušil žiaden vedľajší vplyv, kyvadlo bolo uvoľnené z počiatočnej polohy tak, že povraz, ktorý ho pridržiaval vychýlené, prepálili plameňom fakle.   

    Dnes Foucaultovo kyvadlo predstavuje v Paríži turistickú atrakciu. Pozri, napr. [5].

    V nasledujúcom článku (pod iným názvom) sa budem zaoberať aj možnosťou využiť princíp Foucaultovho experimentu na dôkaz platnosti základného predpokladu teórie kozmodriftu, totiž reálnej existencie kozmodriftu.

 

 

 

            Pramene:

 

[1]  https://sk.wikipedia.org/wiki/Inkvizícia

[2]  https://app.project-stars.com/kapitola1/teoria/podkapitola-3

[3]  https://sk.wikipedia.org/wiki/Coriolisova_sila

[4]  https://sk.wikipedia.org/wiki/Foucaultovo_kyvadlo

[5]  https://nasregion.cz/foucault-a-jeho-kyvadlo-fenomen-vedecky-i-kulturni-jdete-se-podivat-157103/

 

 

 

            Do pozornosti stálym čitateľom mojich článkov:

 

            Vážení priatelia, v poslednej dobe dostávam do svoje e-mailovej schránky cufr@centrum.sk od facebooku zoznamy mien ľudí, ktorí by azda chceli so mnou komunikovať cez facebook. Za všetky ponuky na tento kontakt vám srdečne ďakujem, no (predbežne) zo - subjektívnych dôvodov - nechcem pobývať na facebooku, aj keď ponúka možnosť chatu. Preto každého, kto má záujem o nejaké doplňujúce informácie k mojim myšlienkam, alebo dokonca záujem o nejakú (aj jednorázovú) formu spolupráce so mnou, nateraz odkazujem na uvedený e-mailový kontakt. Dúfam, že vás to neurazí ani neodradí od vašich zámerov v súvislosti so mnou. Ďakujem vám za porozumenie.

Páčil sa Vám tento článok? Pridajte si blogera medzi obľúbených a my Vám pošleme email keď napíše ďalší článok
Pridaj k obľúbeným

Hlavné správy

Orbánovi sa za 11 rokov podarilo rozložiť slobodu médií

Podľa IPI existuje v Maďarsku koordinovaný systém cenzúry.

Cynická obluda: Herákove projekty

Záchvat svedomia predstieral už pred dvoma týždňami, ale reálne chcel byť potichu poslancom do konca júna.


Už ste čítali?