Nuestros péndulos de Foucault

El ingenio mecánico que el italiano Umberto Eco ha puesto de moda con su segunda novela oscila, a las seis de la tarde del 4 de octubre de 1989, en un plano casi perpendicular al de la puerta de entrada del museo barcelonés. Caídos en el suelo se encuentran la mitad de los 36 cilindros de aluminio que forman un círculo bajo el péndulo. La otra mitad sigue en posición vertical. La forma en que están repartidos unos y otros muestra que cuando el péndulo fue puesto en marcha, a las diez de la mañana, oscilaba en un plano paralelo al de la puerta de entrada.En las ocho horas transcurridas, el plano ha girado unos 90 grados. El sentido común nos lleva a pensar que el péndulo que surge de un pequeño agujero situado en el techo a 13 metros del suelo ha girado. No es así. Son el vestíbulo, el museo, España, la Tierra entera los que se han movido.

Jean-Bernard-Leon Foucault, médico y físico francés, ideó en 1851, con sólo 32 años de edad, la primera prueba experimental que demuestra el movimiento de rotación de nuestro planeta en torno a un eje que une el polo norte con el sur. En el Panteón de París colocó un péndulo formado por un cable de 67 metros de largo y una bola de 28 kilos. Lo colgó del techo de manera que podía girar libremente -este detalle es fundamental en el experimento- y lo mantuvo en movimiento 24 horas. En ese tiempo la Tierra giró bajo él unos 270 grados, según quedó grabado en la arena blanda que se echó en el suelo.

Un péndulo normal, por ejemplo el de un reloj de pared, no gira como el de Foucault porque está obligado mecánicamente a oscilar siempre en el mismo plano en que esté el conjunto del aparato. Pero cuando mediante algún mecanismo se le permite al péndulo oscilar en cualquier plano sucede, paradójicamente, que se mueve siempre en el plano en que se le ha puesto en marcha. Y es entonces cuando parece que se mueve, porque la Tierra, que obliga a todos los demás objetos a moverse con ella, ya no le obliga a él.

Este efecto es una manifestación de la inercia, una propiedad de la materia según la cual ésta no puede modificar su estado de reposo o movimiento por sí misma.

Giros distintos

Si la Tierra gira en un día 360 grados en torno a su eje, ¿por qué el péndulo que Foucault había ideado sólo lo hizo 270 grados en el Panteón de París? Si alguien va al polo norte o al polo sur y coloca el péndulo justo en la prolongación del eje de rotación del planeta, registrará un giro de 360 grados en las 24 horas.Si luego se desplaza a cualquier punto de la línea del ecuador y hace oscilar el péndulo, no registrará allí ningún giro. Entre un día y la eternidad se sitúa el tiempo que tarda el péndulo en mostrar un giro de 360 grados en cualquier otro punto situado en la superficie terrestre. Todo dependerá del seno del ángulo en que se expresa la latitud de ese punto. El sentido del giro cambia si la prueba se hace en el hemisferio norte o en el sur.

El ingenio instalado desde 1980 en el Museo de la Ciencia de Barcelona registra un giro según el sentido de las agujas del reloj de algo más de 237 grados en un día, dado que la ciudad se encuentra a 41 grados y 20 minutos de latitud norte. La vuelta completa de 360 grados tarda algo más de un día y medio en cubrirla.

Cualquiera de los péndulos de Foucault instalados en el mundo, incluidos los dos españoles -el citado de Barcelona y el que oscila desde junio de 1985 en la Casa de las Ciencias de La Coruña-, ha de llevar incorporados mecanismos que compensen las mermas en la oscilación que provocan los inevitables rozamientos. Raimon Reginaldo, físico del Museo de la Ciencia, explica que la amplia oscilación de más de dos metros decae en una de apenas un par de palmos en sólo media hora de dejar el péndulo a su aire. Por eso, muy cerca del punto de suspensión se ha situado un mecanismo, cuyo componente básico es un electroimán que compensa los efectos del rozamiento.

Ramón Núñez, director de la Casa de las Ciencias de La Coruña, explica la función de ese mecanismo con un símil muy gallego: "Después de que dos células fotoeléctricas detectan la disminución del impulso, se produce un latigazo vertical hacia arriba que vuelve a situar la oscilación del péndulo en el nivel adecuado. Ese tirón vertical hacia arriba es similar al que hace oscilar el botafumeiro en Santiago". Núñez es de los que creen que el péndulo destila algo mágico, y subraya que el instalado en la Casa de las Ciencias "es la espina dorsal del edificio". Una construcción que, por otra parte, tiene referencias esotéricas de las que utiliza Eco en su novela. "La planta es un octógono", señala Núñez, "las diagonales del suelo reflejan la cruz de los Templarios, y la geometría de los arcos hace referencias al número 36".