من هو مكتشف الضغط الجوي


قياس الضغط الجوي بالبارومتر
قياس الضغط الجوي بالبارومتر

على الرغم من أن إيفانجليستا توريشيلي يُنسب إليه الفضل عالميًا في اختراع البارومتر في عام 1643 ،  تشير الوثائق التاريخية أيضًا إلى أن جاسبارو بيرتي ، عالم الرياضيات والفلك الإيطالي ، بنى عن غير قصد مقياسًا للمياه في وقت ما بين 1640 و 1643.  وصف العالم والفيلسوف الفرنسي رينيه ديكارت تصميم تجربة لتحديد الضغط الجوي منذ عام 1631 ، ولكن لا يوجد دليل على أنه قام ببناء مقياس عمل في ذلك الوقت. 

في 27 يوليو 1630 ، كتب جيوفاني باتيستا بالياني رسالة إلى جاليليو جاليلي يشرح فيها التجربة التي قام بها حيث فشل السيفون ، الذي قاد فوق تل بارتفاع واحد وعشرين متراً ، في العمل. رد جاليليو بشرح للظاهرة: اقترح أن قوة الفراغ هي التي تحمل الماء ، وعند ارتفاع معين ، أصبحت كمية الماء أكثر من اللازم ولم تعد القوة قادرة على الصمود ، مثل الحبل. يمكن أن تدعم فقط الكثير من الوزن.  كان هذا إعادة صياغة لنظرية الرعب فاكوي (“الطبيعة تكره الفراغ”) ، والتي تعود إلى أرسطو ، والتي كرر جاليليو أنها مقاومة .

وصلت أفكار جاليليو إلى روما في ديسمبر 1638 في كتابه Discorsi . كان Raffaele Magiotti و Gasparo Berti متحمسين لهذه الأفكار ، وقرروا البحث عن طريقة أفضل لمحاولة إنتاج فراغ بخلاف السيفون. وضعت Magiotti تجربة من هذا القبيل، ووقت ما بين 1639 و 1641، بيرتي (مع Magiotti، أثناسيوس كيرشر و نيكولو زوشي الحاضر) التي تقوم بها. 

توجد أربع روايات عن تجربة بيرتي ، لكن نموذجًا بسيطًا لتجربته يتكون من ملء أنبوب طويل بالماء كان به طرفان مسدودان ، ثم وضع الأنبوب في حوض مليء بالفعل بالماء. تم فتح الطرف السفلي للأنبوب ، وتدفقت المياه التي كانت بداخله في الحوض. ومع ذلك ، فإن جزءًا فقط من الماء في الأنبوب يتدفق للخارج ، وبقي مستوى الماء داخل الأنبوب عند المستوى المحدد ، والذي صادف أن يكون 10.3 م (34 قدمًا) ،  وهو نفس الارتفاع الذي لاحظه بالياني وجاليليو التي كانت محدودة بواسطة السيفون. كان الأمر الأكثر أهمية في هذه التجربة هو أن الماء المنخفض قد ترك فراغًا فوقه في الأنبوب الذي لم يكن له اتصال وسيط مع الهواء لملئه. يبدو أن هذا يشير إلى إمكانية وجود فراغ في الفضاء فوق الماء.

فسر توريشيلي ، وهو صديق وطالب لجاليليو ، نتائج التجارب بطريقة جديدة. اقترح أن وزن الغلاف الجوي ، وليس قوة جذب للفراغ ، يحمل الماء في الأنبوب. في رسالة إلى مايكل أنجلو ريتشي عام 1644 بشأن التجارب ، كتب:

قال كثيرون إن الفراغ غير موجود ، والبعض الآخر قال إنه موجود على الرغم من نفور الطبيعة وبصعوبة ؛ لا أعرف أي شخص قال إنه موجود بدون صعوبة وبدون مقاومة من الطبيعة. لقد جادلت على هذا النحو: إذا كان من الممكن العثور على سبب واضح يمكن من خلاله اشتقاق المقاومة والذي نشعر به إذا حاولنا إحداث فراغ ، يبدو لي من الحماقة أن أحاول أن نعزو إلى الفراغ تلك العمليات التي تتبع بشكل واضح من سبب آخر ؛ ومن خلال إجراء بعض الحسابات السهلة للغاية ، وجدت أن السبب الذي حددته من قبلي (أي وزن الغلاف الجوي) يجب أن يقدم بمفرده مقاومة أكبر مما يحدث عندما نحاول إنتاج فراغ.

كان يعتقد تقليديًا (خاصة من قبل الأرسطيين) أن الهواء ليس له وزن: أي أن كيلومترات الهواء فوق السطح لا تمارس أي وزن على الأجسام الموجودة تحته. حتى جاليليو قبل انعدام الوزن على أنه حقيقة بسيطة. شكك توريشيلي في هذا الافتراض ، وبدلاً من ذلك اقترح أن الهواء له وزن وأن الأخير (وليس قوة جذب الفراغ) هو الذي يحمل (أو بالأحرى دفع) عمود الماء. كان يعتقد أن المستوى الذي بقيت فيه المياه (حوالي 10.3 م) كان يعكس قوة وزن الهواء الذي يدفعه (على وجه التحديد ، دفع الماء في الحوض وبالتالي الحد من كمية الماء التي يمكن أن تسقط من الأنبوب بداخله ). بعبارة أخرى ، نظر إلى المقياس على أنه ميزان ، أداة للقياس (على عكس كونه مجرد أداة لخلق فراغ) ،

بسبب الشائعات المتداولة في الحي الإيطالي المتهور في توريشيللي ، والتي تضمنت أنه كان متورطًا في شكل من أشكال السحر أو السحر ، أدرك توريشيلي أنه يتعين عليه إبقاء تجربته سرية لتجنب خطر التعرض للاعتقال. لقد احتاج إلى استخدام سائل أثقل من الماء ، ومن ارتباطه السابق واقتراحات جاليليو ، استنتج باستخدام الزئبق ، أنه يمكن استخدام أنبوب أقصر. مع الزئبق ، وهو أكثر كثافة من الماء بحوالي 14 مرة ، نحتاج الآن إلى أنبوب 80 سم فقط ، وليس 10.5 متر. 

في عام 1646 ، كرر بليز باسكال مع بيير بيتي تجربة توريتشيلي وأتقنها بعد أن سمع عنها من مارين ميرسين ، الذي كان هو نفسه قد أطلع توريشيلي على التجربة في نهاية عام 1644. ابتكر باسكال أيضًا تجربة لاختبار الاقتراح الأرسطي الذي كانت الأبخرة من السائل هي التي ملأت الفراغ في مقياس الضغط الجوي. قارنت تجربته الماء بالنبيذ ، وبما أن الأخير كان يعتبر أكثر “روحيًا” ، توقع الأرسطيون أن يظل النبيذ منخفضًا (نظرًا لأن المزيد من الأبخرة يعني المزيد من الضغط على عمود السائل). أجرى باسكال التجربة علنًا ، ودعا الأرسطيين للتنبؤ بالنتيجة مسبقًا. توقع الأرسطيون أن الخمر سينخفض. لم تفعل.

ومع ذلك ، ذهب باسكال إلى أبعد من ذلك لاختبار النظرية الميكانيكية. إذا كان للهواء وزن ، كما اشتبه فلاسفة ميكانيكيون مثل توريشيلي وباسكال ، فإن الضغط سيكون أقل في الارتفاعات الأعلى. لذلك ، كتب باسكال إلى صهره فلورين بيرييه ، الذي عاش بالقرب من جبل يسمى بوي دي دوم ، يطلب منه إجراء تجربة مهمة. كان على بيرييه أن يأخذ بارومترًا فوق Puy de Dome ويقوم بقياسات على طول طريق ارتفاع عمود الزئبق. كان عليه بعد ذلك مقارنتها بالقياسات المأخوذة عند سفح الجبل لمعرفة ما إذا كانت تلك القياسات التي تم أخذها في الأعلى كانت في الواقع أصغر. في سبتمبر 1648 ، أجرى بيريير التجربة بعناية ودقة ، ووجد أن تنبؤات باسكال كانت صحيحة. وقف البارومتر الزئبقي منخفضًا كلما ارتفع البارومتر.

اشترك في قناتنا على التلجرام


Like it? Share with your friends!

3 shares

0 Comments

لن يتم نشر عنوان بريدك الإلكتروني. الحقول الإلزامية مشار إليها بـ *

Choose A Format
Story
Formatted Text with Embeds and Visuals
Trivia quiz
Series of questions with right and wrong answers that intends to check knowledge
Poll
Voting to make decisions or determine opinions
Personality quiz
Series of questions that intends to reveal something about the personality