気圧計の発明：浴槽の外で考える

概要

本記事では、気圧計の発明と、真空が存在しないという長年にわたって受け入れられていた理論に挑戦した方法について探求します。記事では、ガスパロ・ベルティとエヴァンジェリスタ・トリチェリの貢献を強調し、伝統的な信念に疑問を投げかけることが大気圧力のより良い理解につながったことを示しています。

真空の理論

アリストテレスの自然は真空を嫌うという理論は、約2,000年間受け入れられており、その妥当性を疑問視することが科学者にとって困難でした。しかし、気圧計の発明により、この理論が挑戦され、大気圧力のより良い理解につながりました。

イタリアの鉱夫の問題

17世紀初頭、イタリアの鉱夫たちは、ポンプが水を10.3メートル以上引き上げることができない問題に直面しました。ガリレオ・ガリレイは、パイプから空気を吸い出すことが、水が空隙を埋めるために上昇する原因であると提唱しましたが、真空が存在するという考えはまだ論争の的でした。

ガスパロ・ベルティの実験

ガスパロ・ベルティは、真空が存在することを示す簡単な実験を行いました。彼は長い管に水を入れ、両端をふさぎ、そして管の下端を開けました。水は盆に流れ出し、管に残った水位は10.3メートルでした。上部に隙間があり、管に空気が入っていない状態で、ベルティは安定した真空を直接作り出すことに成功しました。

エヴァンジェリスタ・トリチェリの理論

ガリレオの若い弟子であり友人でもあるエヴァンジェリスタ・トリチェリは、問題を別の角度から見ることにしました。彼は、プール周りの空気の圧力が、管内の水位がさらに下がるのを防ぐ唯一のものであると信じました。彼は、この実験が真空を作り出すための道具になるだけでなく、管の内側の水柱の圧力と管外の大気圧力とのバランスをとることができると気づきました。

水銀気圧計

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、水銀柱は約76センチメートルしか高くなりませんでした。これにより、トリチェリは、重量が決定的な要因であるという彼の考えを支持し、装置をよりコンパクトにすることができました。トリチェリの元のモデルに基づく水銀気圧計は、2000年まで大気圧力を測定する最も一般的な方法の1つでした。