バロメーターの歴史と科学の背景

要約

バロメーターは、気圧を測定するために使用される重要なツールで、気温と関連して極端な天候の予測ができます。バロメーターの発明には時間がかかりました。真空が存在しないという理論は、17世紀初頭まで広く受け入れられていました。ガリレオの吸引理論は、ガスパロ・ベルティによって挑戦され、安定した真空が作成できることが示されました。ガリレオの弟子であるエヴァンジェリスタ・トリチェリは、水の代わりに水銀を使用してベルティの実験を繰り返し、空気の重さが水のレベルが下がるのを防いでいるという理論を証明しました。これにより、水銀バロメーターの発明が行われ、その毒性のために生産が停止するまで数世紀にわたって使用されました。

真空の概念とバロメーターの必要性

Q: 真空とは何ですか？その存在が議論された理由は何ですか？
A: アリストテレスや他の古代哲学者は、物質が周囲に存在するため、真空、つまり物質が存在しない空間は存在しないと信じていました。この信念は、17世紀初頭までほぼ2000年間続きました。この時期にイタリアの鉱夫たちは、彼らのポンプが水を10.3メートル以上上げることができないという問題に直面しました。真空の存在はまだ議論の的であり、ガリレオ・ガリレイを含む一部の科学者は、パイプから空気を吸い出すことが水を代替するために上昇させたと提案しました。

Q: ガスパロ・ベルティはどのようにガリレオの理論に挑戦しましたか？
A: ガスパロ・ベルティは、真空の存在可能性を示す簡単で素晴らしい実験を行いました。長い管に水を入れ、両端をプラグで塞いで浅いプールに立てかけました。管の下部を開け、水が流れ出て残った水のレベルが10.3メートルになると、上部に隙間が残り、空気が管に入らなかったため、安定した真空が作成されました。

ガリレオの理論に挑戦

Q: ガリレオの真空の力についての考えに満足しなかったのはなぜですか？
A: 真空の存在可能性が示されたにもかかわらず、空虚な空間が何らかの不思議な有限力を水に及ぼしているというガリレオの考えに満足しなかった人々がいました。

Q: エヴァンジェリスタ・トリチェリの理論は何で、どのように証明されましたか？
A: エヴァンジェリスタ・トリチェリは、プールを取り囲む空気の圧力が管内の水位がさらに下がるのを防いでいると考えました。彼は、真空を作成するためのツールに加えて、管内の水柱の圧力と管外の大気圧力の間のバランスを操作するものであることに気づきました。管内の水位は、2つの圧力が等しくなるまで低下しました。これがちょうど水が10.3メートルの高さにあるときでした。彼は、水の代わりに水銀を使用してベルティの実験を繰り返し、水銀がより密度が高いため、水よりも遠くに落ち、水銀柱は約76センチメートルしかなかったことを示しました。トリチェリの理論は、水銀バロメーターの発明につながり、気圧を測定するために数世紀にわたって使用され、気温と関連して極端な天候の予測ができるよう