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.