Атмосферное давление

Представьте, что вы чувствуете меня повсюду и одновременно. Я — невидимый груз, давящий на всё и всех. Вы ощущаете меня, когда у вас закладывает уши при подъёме на холм, или когда вы пьёте сок через соломинку. Я — та самая невидимая, но твёрдая сила, которая не даёт воздуху нашей планеты улетучиться в космос. Веками люди ощущали моё присутствие, но не понимали, что я такое. Они видели, как ветер сгибает деревья, и чувствовали, как он толкает паруса их кораблей, но сама идея о том, что воздух имеет вес, казалась странной. Меня можно сравнить с гигантским, уютным одеялом, укрывающим всю Землю, от самой глубокой океанской впадины до вершины самой высокой горы. Это одеяло состоит из воздуха, и хотя оно кажется лёгким, на самом деле оно очень тяжёлое. Я — вес воздуха вокруг вас. Я — атмосферное давление.

Долгое время самые блестящие умы человечества не могли постичь мою природу. Древнегреческий философ Аристотель считал, что природа не терпит пустоты — эту идею называли «horror vacui», или «боязнь пустоты». По его мнению, вакуум был невозможен, и мир всегда стремился заполнить любое пустое пространство. Эта мысль господствовала веками. Но в 1640-х годах итальянские шахтёры столкнулись с загадкой. Они обнаружили, что их насосы не могут поднять воду выше чем на 10 метров. Почему. Если природа так боится пустоты, почему она не заполняет трубу водой до самого верха. Эта проблема заинтриговала Эванджелисту Торричелли, ученика великого Галилео Галилея. Он предположил, что дело не в «боязни пустоты», а в том, что вес воздуха снаружи давит на воду и «заталкивает» её в трубу насоса. И у этого веса есть предел. В 1643 году он провёл свой знаменитый эксперимент. Он взял длинную стеклянную трубку, запаянную с одного конца, наполнил её ртутью — жидкостью в 14 раз тяжелее воды — и перевернул её в чашу с ртутью. Ртуть в трубке опустилась, но не вся. Она остановилась на определённой высоте, оставив над собой пустое пространство. Это был первый в истории устойчивый вакуум. Торричелли понял, что я, давление воздуха, давящее на ртуть в чаше, уравновешиваю тяжёлый столб ртути в трубке. Он доказал, что я существую и меня можно измерить.

Идея Торричелли быстро распространилась по Европе, вдохновляя других учёных на проверки и новые открытия. Французский учёный и философ Блез Паскаль рассудил: если я — это вес воздуха, то на вершине горы я должен быть «легче», ведь там слой воздуха тоньше. Чтобы проверить это, 19 сентября 1648 года он попросил своего зятя, Флорена Перье, подняться с барометром — изобретением Торричелли — на гору Пюи-де-Дом во Франции. Как и предсказывал Паскаль, по мере подъёма уровень ртути в трубке опускался. Это было неопровержимым доказательством того, что моё «одеяло» из воздуха становится тоньше с высотой. Но самое драматичное доказательство моей силы продемонстрировал Отто фон Герике, немецкий учёный и мэр города Магдебурга. В 1654 году он провёл знаменитый эксперимент. Он взял две большие медные полусферы, плотно прижал их друг к другу и выкачал из них воздух. Затем к каждой полусфере привязали упряжку лошадей. Две команды, тянувшие в противоположные стороны, не смогли разъединить полусферы. Я, атмосферное давление, сжимал их снаружи с такой силой, что даже мощь лошадей оказалась бессильна. Но стоило только впустить внутрь воздух, как полусферы с лёгкостью распались. Так люди воочию увидели мою невероятную мощь.

Сегодня моя история продолжается в вашей повседневной жизни. Понимание моего поведения — ключ к прогнозированию погоды. Когда метеорологи говорят о «высоком давлении», это обычно означает ясные, солнечные дни. А «низкое давление» часто приносит с собой облака и штормы. Я помогаю самолётам летать, создавая разное давление над и под их крыльями, что порождает подъёмную силу. Я заставляю присоски прилипать к окнам и помогаю вам пить через соломинку. Я не просто научное понятие, а ваш невидимый помощник. Поняв меня, люди научились предсказывать погоду, путешествовать по всему миру и даже создавать космические корабли для исследования миров за пределами защитного «одеяла» Земли. Я — напоминание о том, что самые могущественные силы часто невидимы, и что в мире всегда есть что-то новое и удивительное, что можно открыть. Нужно лишь быть любопытным и не бояться задавать вопросы.