Glaube und Wissenschaft werden von vielen als nur schwer miteinander vereinbar angesehen. Ein optischer Beweis für das Gegenteil ist bis zum 14. August in der St. Johanniskirche zu finden. Fabian Schramm hat dort im Altarraum ein Foucaultsches Pendel installiert. Das Projekt gehört zu seiner wissenschaftlichen Arbeit im W-Seminar "Sterne" des Ehrenbürg-Gymnasiums.

Laserpointer macht Höhe wett

Leon Foucault hat Mitte des 19. Jahrhunderts erstmals so ein Pendel konstruiert, um die Erdrotation zu beweisen. 67 Meter hing es von der Kuppel des Pariser Panthéons. Die Höhe des Kirchenraums in Forchheim gibt 13 Meter her. Dennoch lässt sich auch hier der Beweis erbringen. Fabian hat an die Spitze des Pendels einen Laserpointer montiert, der den Weg des Pendels auf einer Grad-Himmelsrichtungsskala markiert.

Der Schüler löst die Pendelsicherung. Die schwere Metallkugel schwingt aus und ihr Pendelweg geht genau über die Gradmarkierung 240. Steht man vor dem Altar, schwingt das Pendel von links nach rechts. An dieser Wahrnehmung ändert sich nichts, auch wenn man sich länger im Kirchenraum aufhält. Doch die rote Leuchtspur weicht langsam von der ursprünglichen Gradzahl ab.

Nach kurzer Zeit ist zu erkennen, dass die Kugel bei 242 Grad schwingt. "In unseren Breiten sind es 11,5 Grad in der Stunde, in der sich die Pendelebene verschiebt", erläutert Fabian. Am Nordpol dreht sich die Pendelebene am schnellsten; in 24 Stunden schafft sie 360 Grad.

Fabians Seminaraufgabe ist weniger der Nachweis, den Foucault erbracht hat, sondern die Konstruktion des damaligen Versuchaufbaus. Denn es ist bei weitem nicht damit getan, ein Stahlseil durch die Deckenöffnung zu führen, aus der in der Weihnachtszeit ein Herrenhuter Stern herabhängt. Die erste Schwierigkeit für den jungen Tüftler war es, eine ausreichend schwere Kugel zu finden. Konnte er bei den anderen Teilen auf gängiges Material zurückgreifen, musste er sie eigens gießen lassen. Sie muss ordentlich Gewicht haben, um Genauigkeit und lange Schwingdauer zu gewährleisten. Denn auf ihrer Bewegung wirkt als Gegenkraft der Luftwiderstand ein; ein Luftzug beim Öffnen der Kirchentür darf sie nicht aus der gleichmäßigen Bewegung bringen.

Aufhängung ist das Geheimnis

"Das Geheimnis der gleichmäßigen Schwingung ist die Aufhängung auf dem Dachboden", erklärt Fabian. Aus den Beinen einer Werkbank, Gardinenstangen und Holzteilen hat er ein stabiles Gestell für die Pendelaufhängung gebaut. Dort oben gibt es zwar eine Rolle für den Stern. Sie wäre für den Versuch ungeeignet, da die Schwingung ungleichmäßig sein würde. Deshalb hat Fabian ein Bohrfutter gewählt und die Bewegung durch einen Charron-Ring stabilisiert. Einige Zentimeter unterhalb der Aufhängung befindet sich die Platte mit Loch, zentriert auf den Ruhepunkt des Pendels. Bei seiner Schwingbewegung berührt das Stahlseil den Ring und kann nicht abweichen, so dass keine elliptische Bahn ("eiern") entsteht.

Die Konstruktion war der erste Teil der Seminaraufgabe. Der zweite ist die Dokumentation der Pendelbewegungen. Da hat man es im 21. Jahrhundert leichter als seinerzeit Foucault. Eine Kamera am Fußboden nimmt sie auf und im Schnelldurchlauf ist die Abweichung vom ursprünglichen Weg über die Gradskala deutlich zu erkennen. Bis November hat der Schüler Zeit, seine Erkenntnisse über die Pendelebene und seine Erfahrungen mit der Konstruktion auszuwerten und darzustellen.