3. L’enigma delle pompe aspiranti

La questione venne risolta solamente nel 1643, da un discepolo di Galilei , [376]: il fisico Evangelista Torricelli. L’intuizione determinante per la soluzione dell’enigma fu che l’aria ha un suo peso. Torricelli capì che l'acqua sale all’interno tubo dal quale viene aspirata l'aria, non per colmare il vuoto “temuto” dalla natura, ma perché spinta dal peso della colonna di aria dell’intera atmosfera sovrastante il pozzo. Trattandosi di stabilire un’equivalenza tra pesi, Torricelli intuì che non era indispensabile usare l’acqua e realizzò il suo celebre esperimento utilizzando il mercurio. Riempì di mercurio un tubo della lunghezza di un metro e della sezione di un centimetro quadrato; rovesciò poi il tubo, tenendolo chiuso con il pollice, in una vaschetta piena dello stesso metallo liquido. Tolto il dito dall’apertura, il mercurio scese fino a raggiungere l’altezza di circa 75 cm. Questa altezza del mercurio corrispondeva esattamente al peso della colonna d’aria dei trenta chilometri di atmosfera soprastante . Nei rimanenti 25 centimetri si era creato quello che ancora oggi si chiama “vuoto torricelliano” . Torricelli aveva sperimentalmente dimostrato e compreso come il vuoto potesse realmente esistere (nella realtà non si tratta di un vuoto vero e proprio perché lo spazio contiene una piccola quantità di vapori di mercurio).

Il XVII secolo rappresenta il secolo di nascita della scienza. Fu Galileo Galilei a stabilire le regole del metodo scientifico [397]. Una nuova teoria scientifica non deve solamente spiegare in modo chiaro e coerente i fatti che l’hanno originata, ma deve essere in grado di proporre previsioni su nuovi comportamenti che potranno confermare o falsificare [030] la teoria (“provando e riprovando”) era il motto introdotto da Galileo. Torricelli non si limitò semplicemente a proporre una nuova ipotesi per spiegare il fenomeno osservato, ma suggerì anche un esperimento addizionale a supporto della sua tesi. L'esperimento consisteva nel misurare l'altezza del mercurio all'interno del tubo di vetro in alta montagna. Se fosse stata effettivamente l'aria che premeva sul mercurio della vaschetta a causare l’innalzamento di quello presente nel tubo, allora, diminuendo il peso dell'aria sovrastante, si sarebbe dovuta osservare una diminuzione del livello del mercurio all'interno del tubo di vetro. L'esperimento fu realizzato dal matematico francese Blaise Pascal e confermò la previsione di Torricelli.