Áp suất khí quyển

Bạn đã bao giờ cảm nhận được tôi chưa. Tôi ở khắp mọi nơi, cùng một lúc, một sức nặng thầm lặng đè lên vai bạn, ngôi nhà của bạn và toàn bộ thế giới. Khi bạn lái xe lên một con đường núi dốc và tai bạn đột nhiên ù đi, đó chính là tôi. Khi bạn nhâm nhi đồ uống yêu thích qua ống hút, tôi là người đẩy chất lỏng lên miệng bạn. Tôi là lý do mà chính không khí bạn hít thở không đơn giản trôi dạt vào bóng tối của không gian. Hãy nghĩ về tôi như một tấm chăn vô hình khổng lồ, được dệt từ vô số phân tử không khí nhỏ bé, được đắp gọn gàng quanh Trái Đất. Tôi là một áp lực liên tục, nhẹ nhàng giữ mọi thứ ở đúng vị trí. Bạn không thể nhìn thấy tôi, nhưng bạn sống trong vòng tay của tôi mỗi khoảnh khắc trong cuộc đời bạn. Tôi là sức nặng của không khí xung quanh bạn. Tôi là Áp Suất Khí Quyển.

Trong một thời gian rất dài, con người không hiểu về tôi. Thực tế, họ tin vào điều ngược lại với những gì tôi có thể tạo ra. Một nhà triết học Hy Lạp cổ đại lỗi lạc tên là Aristotle, từ nhiều thế kỷ trước, đã tuyên bố rằng thiên nhiên ghét những không gian trống rỗng. Ông gọi ý tưởng này là 'horror vacui', có nghĩa là 'nỗi sợ hãi sự trống rỗng'. Mọi người đều cho rằng một chân không thực sự, một không gian hoàn toàn không có gì trong đó, là điều không thể. Ý tưởng này đã tồn tại gần hai nghìn năm. Nhưng vào những năm 1640, các thợ mỏ ở Ý đã gặp phải một vấn đề khó hiểu. Họ sử dụng máy bơm để hút nước ra khỏi hầm mỏ, nhưng dù máy bơm của họ có mạnh đến đâu, họ cũng không bao giờ có thể nâng nước cao hơn khoảng mười mét. Đó là một bí ẩn hoàn toàn. Tại sao nước lại dừng lại. Một nhà khoa học người Ý tò mò tên là Evangelista Torricelli, người từng là học trò của Galileo vĩ đại, đã quyết định điều tra. Vào năm 1643, ông đã nghĩ ra một thí nghiệm tài tình. Ông biết thủy ngân nặng hơn nước rất nhiều, vì vậy ông đã đổ đầy chất lỏng màu bạc này vào một ống thủy tinh dài khoảng một mét và được bịt kín một đầu. Sau đó, ông cẩn thận lật ngược nó vào một cái đĩa cũng chứa đầy thủy ngân. Thay vì tất cả thủy ngân chảy ra ngoài, cột thủy ngân chỉ tụt xuống một chút, để lại một khoảng trống ở đầu ống. Khoảng trống đó là chân không bền vững đầu tiên trên thế giới. Torricelli nhận ra rằng chính tôi, áp suất của không khí đè lên thủy ngân trong đĩa mở, đã giữ cho cột thủy ngân nặng ở trên cao. Máy bơm của các thợ mỏ bị hỏng vì sức nặng của tôi chỉ đủ để hỗ trợ một cột nước cao mười mét. Tôi không phải là 'nỗi sợ hãi sự trống rỗng', mà là một lực mạnh mẽ, có thể đo lường được.

Khám phá đáng kinh ngạc của Torricelli đã tạo ra những gợn sóng trong cộng đồng khoa học. Phát minh của ông, khí áp kế, đã trở thành một công cụ để đo lường sức mạnh của tôi. Một nhà khoa học và triết gia người Pháp, Blaise Pascal tài ba, đã nghe về thí nghiệm và suy luận rằng nếu tôi thực sự là sức nặng của không khí, thì tôi phải 'nhẹ hơn' trên đỉnh núi so với chân núi, bởi vì có ít không khí đè xuống từ trên cao hơn. Để kiểm tra điều này, ông đã tổ chức một thí nghiệm. Vào ngày 19 tháng 9 năm 1648, ông đã nhờ anh rể của mình, Florin Périer, mang một khí áp kế thủy ngân lên núi Puy de Dôme, một ngọn núi cao ở miền trung nước Pháp. Đúng như Pascal đã dự đoán, khi Périer leo lên cao hơn, mực thủy ngân trong ống đều đặn giảm xuống. Đó là bằng chứng xác thực: áp suất của tôi giảm theo độ cao. Nhưng có lẽ màn trình diễn ấn tượng nhất về sức mạnh của tôi đến từ Đức. Một nhà khoa học và là thị trưởng của thành phố Magdeburg, Otto von Guericke, muốn cho mọi người thấy tôi có thể mạnh đến mức nào. Vào năm 1654, ông đã tạo ra một cảnh tượng ngoạn mục. Ông lấy hai bán cầu đồng lớn, rỗng, ghép chúng lại với nhau để tạo thành một hình cầu, và sau đó sử dụng một chiếc máy bơm do ông phát minh để hút không khí từ bên trong ra. Với một khoảng chân không gần như hoàn hảo bên trong, tôi đã đè lên bên ngoài của hình cầu với một lực cực lớn. Sau đó, ông cho hai đội ngựa, mỗi bên một đội, kéo hết sức mình. Chúng căng mình và vật lộn, nhưng chúng không thể kéo hai bán cầu ra xa nhau. Tôi đã giữ chúng lại quá chặt. Chỉ khi von Guericke mở một van và để không khí tràn vào bên trong, hai nửa mới rơi ra với một tiếng kêu nhẹ. Ông đã cho cả thế giới thấy sức mạnh vô hình của tôi theo một cách mà không ai có thể quên được.

Câu chuyện của tôi không kết thúc với những thí nghiệm thú vị đó. Ngày nay, việc hiểu tôi là một phần quan trọng trong cuộc sống hàng ngày của bạn. Khi bạn xem dự báo thời tiết, nhà khí tượng học nói về các khu vực 'áp cao' và 'áp thấp'. Áp cao, nơi sức nặng của tôi lớn hơn, thường có nghĩa là những ngày trời quang, nắng đẹp. Áp thấp, nơi tôi nhẹ hơn, thường mang đến mây, gió và bão. Tôi cũng là người bạn đồng hành của bạn trong du lịch. Lý do một chiếc máy bay khổng lồ có thể cất cánh khỏi mặt đất là vì cánh của nó được tạo hình để làm cho không khí di chuyển nhanh hơn ở phía trên so với phía dưới. Điều này tạo ra áp suất thấp hơn ở trên cánh và áp suất cao hơn ở dưới, đẩy toàn bộ máy bay lên trên. Đó là một nguyên tắc gọi là lực nâng. Ngay cả một thứ đơn giản như một chiếc cốc hút dính vào cửa sổ cũng hoạt động nhờ tôi. Khi bạn ấn nó vào kính, bạn đẩy không khí ra khỏi bên dưới. Sau đó, tôi đè lên bên ngoài của chiếc cốc, giữ nó cố định. Tôi không chỉ là một khái niệm trừu tượng trong sách khoa học; tôi là một lực hữu ích, có thể dự đoán được. Bằng cách hiểu tôi, nhân loại đã học cách lập biểu đồ thời tiết, bay vút qua bầu trời và thậm chí thiết kế các tàu vũ trụ có thể rời khỏi vòng tay của tôi để khám phá những gì nằm ngoài tấm chăn bảo vệ của Trái Đất. Tôi là một lời nhắc nhở không ngừng rằng đôi khi những lực lượng mạnh mẽ nhất trong vũ trụ lại là những thứ chúng ta không thể nhìn thấy, và luôn có một bí ẩn khác đang chờ được khám phá.