Rebus za Galileiho kyvadlem: proč metr znamená sekundu?
Italský vědec z 17. století, Livio Burattini, navrhl používat kyvadlo, které odbíjí sekundu, jako jednotku délky, kterou nazval „metr“, od slova μέτρο, což v řečtině znamená míra. Dnes používáme rychlost světla, ale k této změně došlo po francouzské revoluci, kdy jsme hledali mezinárodní dohodu.
Kdo vynalezl „metr“?
Na tuto otázku je překvapivě snadná odpověď: slovo „metr“ pochází z řeckého μέτρο, což znamená míra, a bylo navrženo jako termín pro základní jednotku měření v roce 1675 Tiťo Liviem Burattinim v jeho textu „Misura Universale“.
Livio Burattini je klasikou nevyděleného génia italské vědecké historie, jedním z těch případů, které zasáhla „Eustachova syndrom“, chronické zapomínání, které my Italové věnujeme mnoha průkopníkům, inovátorům a velkým vědcům, které jsme pohřbili pod prach historie. Burattini žil v století velkých kulturních a vědeckých změn a byl egyptologem, který strávil roky měřením obelisků — úkol, který v té době nebyl jednoduchý. Po této zkušenosti se přestěhoval do Polska, kde se v Krakově setkal se Stanislavem Pudlowským, žákem Galilea Galileiho.
Vědec z Belluna
Burattini (1617-1681) se také snažil navrhnout létající stroj, zatímco v galilejském muzeu se nachází „přičítací stroj“ na mince, který Burattini daroval Ferdinandu II. de Medici. Nicméně, jak se někdy uvádí, nešlo o jeho vynález. Burattini se rovněž věnoval čočkám a optice, a tudíž i astronomii. Specializoval se na Galileovy práce a navrhl název metr pro délku kyvadla, které odbíjí sekundu.
Isokronismus kyvadla
Abychom pochopili, co tento neočekávaný vztah mezi jednotkami prostoru a času znamená, musíme si pamatovat, že to byl Galilei, kdo objevil jev isokronismu kyvadla, což vyřešilo století trvající rebus pro vědu, a to nespolehlivost a přesnost hodin.
Revoluce v měření času
Livio Burattini, inspirován Galileiovými studiemi o kyvadlech, se tedy snažil použít tento zásadní objev k vytvoření „universální“ metody pro měření metru odkudkoli. Jeho traktát se jmenoval „Misura universale“. V podstatě vědec doporučil každému, kdo by se ocitl kdekoli na světě, aby používal kyvadlo odbíjející sekundu k měření délky metru.
Jednalo se o geniální systém. Pokud by však fungoval: Galilei neměl možnost experimentovat, ale isokronismus kyvadla závisí nejen na jeho délce, ale také na gravitaci, která není jednotná. Mění se v závislosti na nadmořské výšce a zeměpisné šířce.
Huygens a variabilita gravitace
Christiaan Huygens, vědec, který aplikoval isokronismus kyvadla na kyvadlové hodiny, prokázal, že dvě shodná kyvadla v Paříži a Kájenně ve Francouzské Guayaně se liší o dvě minuty za 24 hodin.
Bylo prokázáno, že gravitace je ovlivněna také vertikálními koncentracemi země, jako jsou hory, které se nacházejí v naší blízkosti, protože všechny hmoty mají svou vlastní gravitaci.
Hledání univerzálních měr
Ale Livio Burattini nevyřešil rebus metru odbíjející sekundu. Ačkoliv se snažil spojit obě mezinárodní jednotky měření, „metr“ a „sekunda“, pokračovaly jejich životy většinou paralelně.
Od roku 1983 není metr definován fyzickým vzorkem, jako je platino-iridiová tyč (představená v roce 1889), ale byl přehodnocen jako vzdálenost, kterou světlo urazí ve vakuu během doby 1/299.792.458 sekundy. Víme, že ve vakuu je maximální rychlost světla konstantní a činí 299.792,458 km za sekundu.
Revoluční definice metru a historie měření
V případě revoluce, k níž došlo 26. března 1791, byl metr definován Národním shromážděním jako desetimiliontina části poledníku od severního pólu k rovníku. Spolu s pokusem Livio Burattini o univerzální měření to bylo jedním z prvních kroků k globalizaci, tedy snaze o mít nezpochybnitelné univerzální míry pro všechny. Ale prvotním problémem se ukázala být centralizace měření na Paříž, přestože všechny poledníky jsou 20 tisíc kilometrů dlouhé.
Po mnoha pokusech a mylných přesvědčeních o tom, že poledníky mají přesně 20 tisíc km, se nakonec ukázalo, že jsou mnohem delší — 20.004,5 km. Takže úsilí o spojení mezinárodní referência s fyzickým prvkem Země se ukázalo jako marné, ale zázrakem francouzský metr dostatečně dobře odpovídá Burattiniho metru.
