É conhecida a afirmação de Aristóteles:
"A Natureza tem horror ao vácuo",
quando afirmou que não podia existir um
verdadeiro vácuo, um espaço sem matéria,
porque a matéria em volta
imediatamente o preencheria.
Felizmente, veio a saber-se
que ele estava errado.
O vácuo é um componente essencial
do barómetro,
um instrumento para medir
a pressão atmosférica.
Como a pressão atmosférica
está ligada à temperatura
e depressa se transforma nela,
pode contribuir para furacões, tornados
e outros incidentes climatéricos extremos.
Um barómetro é um
dos instrumentos mais essenciais
para as previsões meteorológicas
e para os cientistas.
Como funciona um barómetro
e como é que foi inventado?
Levou algum tempo.
Porque a teoria de Aristóteles
e de outros filósofos da Antiguidade,
no que se referia
à impossibilidade do vácuo,
parecia ser verdade na vida quotidiana,
pouca gente pensou em pôr isso em questão
durante quase 2000 anos
— até que a necessidade
levantou o problema.
No início do século XVII,
os mineiros italianos
enfrentaram um problema grave
quando perceberam que as suas bombas
não conseguiam elevar a água
a mais do que a 10,3 metros de altura.
Alguns cientistas, nessa época,
incluindo um tal Galileu Galilei,
propuseram que retirar o ar do tubo
era o que fazia com que a água
substituísse o vazio.
Mas essa força era limitada
e só podia elevar 10,3 metros de água.
Porém, a ideia de existir um vácuo
ainda era considerada controversa.
A polémica sobre a teoria
pouco ortodoxa de Galileu
levou Gaspar Berti a fazer
uma experiência simples mas brilhante
para demonstrar que era possível.
Encheram um tubo comprido com água
e colocaram-no numa bacia baixa
com as duas extremidades mergulhadas.
Depois abriram
uma das extremidades do tubo
e despejaram água para a bacia
até que o nível da água que se manteve
no tubo ficou a 10,3 metros,
com um espaço no cimo,
sem que tenha entrado nenhum ar no tubo.
Berti tinha conseguido criar diretamente
um vácuo estável.
Mas, apesar de ter sido demonstrada
a possibilidade de um vácuo,
nem todos ficaram satisfeitos
com a ideia de Galileu
de que esse vácuo estivesse
a exercer alguma força misteriosa,
embora finita, sobre a água.
Evangelista Torricelli,
pupilo e amigo de Galileu,
decidiu olhar para o problema
por um ângulo diferente.
Em vez de se concentrar no espaço vazio
no interior do tubo, interrogou-se:
"Que outra coisa poderá
estar a influenciar a água?"
Porque a única coisa em contacto
com a água era o ar em volta da bacia.
Ele pensou que a pressão do ar era
a única coisa que podia estar a impedir
que o nível da água no tubo
caísse ainda mais.
Percebeu que a experiência não era
somente uma forma de criar o vácuo,
mas funcionava como um equilíbrio
entre a pressão atmosférica
sobre a água, no exterior do tubo,
e a pressão da coluna de água
dentro do tubo.
O nível da água no tubo diminui
até que as pressões estejam iguais,
o que acontece quando
a água está a 10,3 metros.
Esta ideia não foi aceite facilmente,
porque Galileu e outros tinham pensado
que o ar atmosférico não tinha peso
e não exercia pressão.
Torricelli resolveu repetir
a experiência de Berti
com mercúrio em vez de água.
Porque o mercúrio era mais denso,
caía mais do que a água
e a coluna de mercúrio elevava-se
apenas a 76 centímetros de altura.
Isto permitiu que Torricelli tornasse
o instrumento mais compacto,
mas comprovou a sua ideia
de que o peso era o fator decisivo.
Numa variante da experiência
usou dois tubos
em que um deles
tinha uma grande bolha no topo.
Se a interpretação de Galileu
estivesse correta,
o vácuo maior, no segundo tubo,
devia exercer maior sucção
e elevar o mercúrio mais alto.
Mas o nível em ambos os tubos
manteve-se o mesmo.
O apoio final para a teoria de Torricelli
apareceu através de Blaise Pascal
que levou um tubo de mercúrio
para o alto de uma montanha
e demonstrou que
o nível de mercúrio descia
quando a pressão atmosférica
diminuía com a altitude.
Os barómetros de mercúrio,
baseados no modelo original de Torricelli,
mantiveram-se uma das formas habituais
de medir a pressão atmosférica até 2007,
quando as restrições
quanto ao uso do mercúrio,
por causa da sua toxicidade,
fizeram com que deixassem
de ser produzidos na Europa.
Apesar disso, a invenção de Torricelli,
nascida da vontade de questionar dogmas
há muito aceites
sobre o vácuo e o peso do ar,
é um exemplo notável
de como pensar fora do baralho
— ou do tubo —
pode ter um grande impacto.