بارومتر

مرحباً. قد لا تعرفني من النظرة الأولى، لكنني مهم جداً. اسمي مقياس الضغط الجوي، أو البارومتر، وأنا أقيس شيئاً لا يمكنك رؤيته أو تذوقه أو لمسه: وزن الهواء. قبل أن أولد، كان العالم مليئاً بلغز محير، خاصة في مدينة فلورنسا الجميلة بإيطاليا، منذ ما يقرب من أربعمائة عام. كان عمال المناجم وحفارو الآبار هناك يستخدمون مضخات شفط قوية لسحب المياه من باطن الأرض. كانت هذه المضخات قوية وتعمل بشكل رائع، ولكن فقط حتى نقطة معينة. بغض النظر عن مدى صعوبة محاولتهم، أو مدى قوة مضخاتهم، لم يتمكنوا أبداً من رفع الماء لأعلى من حوالي 34 قدماً. كان الأمر كما لو أن جداراً غير مرئي يمنعهم. احتار الناس. ما الذي يمكن أن يمنع الماء من الارتفاع؟ كان هناك رجل ذكي جداً، عالم ورياضي يُدعى إيفانجليستا تورشيللي، توصل إلى فكرة ثورية. لم يعتقد أن المشكلة تكمن في الماء أو المضخات. بل كان يعتقد أن الإجابة موجودة في كل مكان حولهم، في الهواء الذي يتنفسونه. تخيل وجود قوة دفع غير مرئية، ووزن هائل يضغط على كل شيء على وجه الأرض.

بدأت قصتي الحقيقية في عام 1643. كان إيفانجليستا تورشيللي تلميذاً للعالم الشهير جاليليو، وقد ورث فضول معلمه. كانت لديه هذه الفكرة المذهلة بأننا جميعاً نعيش في قاع "بحر من الهواء" شاسع وغير مرئي، وأن هذا البحر له وزن. لإثبات ذلك، كان يعلم أن استخدام عمود ماء بطول 34 قدماً سيكون من الصعب جداً التعامل معه في المختبر. لذلك، اختار سائلاً أثقل بكثير وأكثر كثافة يشبه الفضة السائلة. كان اسمه الزئبق. كان يعلم أنه نظراً لأن الزئبق أثقل بحوالي 14 مرة من الماء، فإنه سيحتاج فقط إلى أنبوب أقصر بكثير. أخذ أنبوباً زجاجياً قوياً، يبلغ طوله حوالي متر واحد ومغلق من أحد طرفيه، وملأه بالكامل بالزئبق اللامع. تأكد من عدم وجود فقاعات هواء بالداخل. ثم، واضعاً إصبعه بإحكام على الطرف المفتوح، قلب الأنبوب بعناية رأساً على عقب وغمر الطرف في وعاء مفتوح مملوء بالزئبق أيضاً. ما حدث بعد ذلك كان لحظة ولادتي. عندما أزال إصبعه، انزلق الزئبق في الأنبوب قليلاً، لكنه لم يخرج كله! بقي عمود يبلغ ارتفاعه حوالي 76 سنتيمتراً، تاركاً مساحة فارغة في الأعلى. أصبح هذا الفضاء يُعرف باسم "فراغ تورشيللي". لم يكن السحر هو ما أبقى الزئبق مرتفعاً؛ بل كان الوزن الهائل لبحر الهواء الذي يضغط على سطح الزئبق في الوعاء. كان هذا الضغط قوياً بما يكفي لدعم العمود الثقيل في الأنبوب. أنا، أول مقياس ضغط جوي في العالم، أظهرت للبشرية للتو الوزن غير المرئي للسماء.

أثبت وجودي نظرية تورشيللي، لكن رحلتي كانت قد بدأت للتو. انتشرت أخبار اختراعي في جميع أنحاء أوروبا، وأصبح العلماء الآخرون مفتونين به. كان أحدهم مفكراً فرنسياً لامعاً يُدعى بليز باسكال. لقد استنتج أننا إذا كنا نعيش حقاً في "بحر من الهواء"، فيجب أن يكون الضغط أقل في قمة جبل منه في أسفله. لاختبار ذلك، في عام 1648، نظم تجربة شهيرة. طلب من صهره، فلوران بيرييه، أن يحمل أحد أقاربي، وهو مقياس ضغط جوي زئبقي آخر، إلى قمة جبل طويل في فرنسا يُدعى بوي دي دوم. تُرك مقياس ضغط جوي ثانٍ في الأسفل للمقارنة. تماماً كما توقع باسكال، بينما كان بيرييه يتسلق لأعلى، انخفض مستوى الزئبق في الأنبوب بشكل مطرد. عند القمة، كان المستوى أقل بكثير من مقياس الضغط الجوي عند قاعدة الجبل. كان هذا دليلاً قاطعاً! كلما صعدت أعلى، قل الهواء فوقك الذي يضغط عليك. بعد ذلك بوقت قصير، بدأ الناس يلاحظون وجود صلة بين قراءاتي والطقس. عندما ينخفض ضغط الهواء، غالباً ما يعني ذلك أن عاصفة تقترب. وعندما يرتفع، يكون الطقس الجيد في الطريق. كان هذا اكتشافاً ثورياً للبحارة الذين يبحرون في البحار الخطرة والمزارعين الذين تعتمد سبل عيشهم على الطقس. أصبحت أداة أساسية للسلامة والتخطيط.

مع مرور القرون، مررت بتغيير كبير. في حين أن التصميم الزئبقي الأصلي لا يزال كلاسيكياً، إلا أنه لم يعد الشكل الوحيد الذي أبدو به. الزئبق مادة سامة، لذلك اخترع العلماء طرقاً جديدة لقياس ضغط الهواء بدونه. قد تراني كمقياس ضغط جوي "لاهوائي"، وهو قرص أنيق به إبرة تشير إلى الضغط، وغالباً ما يوجد في علبة خشبية على الحائط. يمكنني أيضاً أن أكون مجموعة من الأرقام الساطعة والمضيئة على محطة طقس رقمية على مكتبك. لقد أصبحت صغيراً جداً لدرجة أنني أعيش الآن داخل العديد من الهواتف الذكية والساعات الذكية وأجهزة تحديد المواقع، مما يساعدها على تحديد ارتفاعك بدقة مذهلة. ولكن بغض النظر عن مدى تغيري من الخارج، يظل هدفي هو نفسه كما كان في ذلك اليوم الرائد في عام 1643. أنا هنا لقياس الدفع غير المرئي لغلافنا الجوي، ومساعدة خبراء الأرصاد الجوية وطياري الطائرات والمتنزهين على فهم ما يخبئه السماء. أنا تذكير دائم بأن الاكتشافات العظيمة يمكن أن تأتي من التساؤل عن العالم وتخيل ما يكمن في ما هو غير مرئي.