Aristoteles, ünlü sözünde şöyle der:
"Doğa boşluktan korkar."
Mutlak bir boşluğun, yani maddeden yoksun bir boşluğun
- onu çevreleyen bir maddeyle hemen doldurulacağı için -
var olamayacağını iddia ettiğinde
neyse ki Aristoteles yanıldı.
Boşluk, barometrenin anahtar bir bileşenidir
ve hava basıncını ölçen bir aygıttır.
Hava basıncı, sıcaklıkla ilintili olduğundan
ve içindeki hızlı değişiklikler kasırgalara, hortumlara
ve başka sıra dışı hava olaylarına katkıda bulunabileceğinden
barometre, hem meteoroloji uzmanları hem de bilim insanları için
en elzem aygıtlardan biridir.
Bir barometre nasıl çalışır ve nasıl icat edilmiştir?
Bu biraz zaman aldı.
Aristoteles ile diğer antik filozofların
günlük yaşamda boşluğun imkânsızlığını ilgilendiren teorileri
geçerli gibi göründüğünden
neredeyse 2 bin yıl boyunca çok az kişi bunu ciddiyetle sorguladı.
Ta ki bir gereklilik, bunu tartışma konusu hâline getirene dek.
17. yüzyılın başlarında, İtalyan madenciler
pompalarının 10,3 metre yükseklikten fazla su çekemediğini fark edince
ciddi bir sorunla karşı karşıya kaldılar.
Galileo Galilei gibi o zamanın bazı bilim insanları
borudan çıkıp havayı emen şeyin,
boşluğun yerini almak için suyu yükselttiğini ileri sürdüler.
Fakat bunun gücü sınırlıydı ve 10,3 metreden fazla suyu kaldıramazdı.
Yine de, boşluğun var olduğuna dair fikir,
hâlâ tamamen tartışmalı olarak nitelendiriliyordu
ve Galileo'nun alışılmışın dışındaki teorisi üzerindeki coşku,
bunun mümkün olduğunu göstermek için
Gasparo Berti'nin basit ama harika bir deney yapmasına sebep oldu.
Uzun bir tüp suyla doldurulmuştu
ve iki ucu tıpalı olarak sığ bir havuza dik biçimde yerleştirilmişti.
Sonra, tüpün alt ucu açıldı
ve tüpteki su seviyesi 10,3 metre olana dek
su havuza doğru aktı.
Üstte bir boşluk kaldı ve tüpe hava girişi olmadı.
Berti doğrudan sabit bir boşluk yaratmayı başardı.
Fakat boşluğun var olma olasılığı kanıtlansa da
Galileo'nun fikrinden herkes memnun değildi,
bu fikir, boşluğun su üzerinde
gizemli fakat sınırlı bir güç ortaya koymasıydı.
Galileo'nun genç öğrencisi ve arkadaşı olan Evangelista Torricelli,
soruna farklı bir bakış açısından bakmaya karar verdi.
Tüpün içindeki boş alana odaklanmak yerine,
kendine şunu sordu: "Suyu başka ne etkiliyor olabilir?"
Suyla bağlantısı olan tek şey havuzu çevreleyen hava olduğu için
bu havadan gelen basıncın,
tüpteki su seviyesini daha çok düşürmesini engelleyen tek şey olduğuna inandı.
Deneyin sadece boşluk yaratan bir araç olmadığını,
tüpün dışındaki su üzerindeki atmosferik basınç ile
tüpün içindeki su sütunundan gelen basınç arasında
bir denge olduğunu fark etti.
Tüpün içindeki su seviyesi iki basınç eşit oluncaya dek düşer,
bu da su seviyesi 10,3 metre olduğunda gerçekleşir.
Bilindiği üzere, Galileo ve diğerleri
atmosferik havanın ağırlığının olmadığını
ve basınç uygulamadığını düşündükleri için
bu fikir kolaylıkla kabul edilmedi.
Torricelli, Berti'nin deneyini su yerine cıvayla tekrar yapmaya karar verdi.
Çünkü cıva daha yoğundu, sudan daha fazla çöküyordu
ve cıva sütunu sadece 76 santimetre uzunluğunda idi.
Bu, Torricelli'nin aygıtı sadece tek parça yapmasını değil,
ağırlığın belirleyici faktör olduğu fikrini de destekledi.
Deneyde bir farklılık yaparak
iki tüpün birinin üstünde geniş bir baloncuk kullandı.
Galileo'nun yorumu doğru olsaydı
ikinci tüpteki daha büyük olan boşluk
daha çok emme gücü uygulardı ve cıvayı daha yukarı kaldırırdı.
Fakat iki tüpteki seviye de aynıydı.
Torricelli'nin teorisine son destek Blaise Pascal'dan geldi,
Pascal, cıva tüpünü bir dağa götürmüş
ve yükseklik arttıkça atmosferik basınç azaldığı için
cıva seviyesinin düştüğünü göstermişti.
2007’ye kadar, atmosferik basıncı ölçmenin
en yaygın yöntemlerinden biri olarak kalan cıvalı barometreler,
Torricelli'nin orijinal modelini esas aldı,
cıvanın zehirliliği yüzünden kullanımına getirilen kısıtlamalar,
artık Avrupa’da üretilmemesine sebep oldu.
Yine de, Torricelli'nin buluşu,
uzun süreler kabul edilen dogmaları sorgulama isteğini doğurdu,
boşluklar ve havanın ağırlığı ile ilgili olan bu dogmalar,
farklı açıdan düşünmenin büyük bir etkisi olabileceğinin sıra dışı örneği.