El buit no és el no res.

Bomba de aire de BoyleLa naturaleza aborrece el vacío. François Rabelais condensó en esta frase de La vie de Gargantua et de Pantagruel (1532-1564) el convencimiento de la imposibilidad de la existencia del vacío que, siguiendo a Aristóteles, permeó todo el pensamiento hasta el siglo XVII. Aristóteles argumentó con cierta extensión en el libro IV de su Física en contra de los antiguos atomistas que insistían en que los átomos se mueven en un vacío infinito.

Aristóteles afirmaba que la falta de resistencia produciría velocidades infinitas; que la homogeneidad del vacío excluía la existencia del movimiento natural, que para Aristóteles se basaba en la distinción entre arriba y abajo; y que el vacío también impedía el movimiento violento, que necesitaba de un medio externo para la propulsión continua. Los escolásticos abrazaron esta visión, plenum, frente a la atomista, vacuum.

El plenum mantuvo su vigor hasta bien entrado el siglo XVII. Destaca, por ejemplo, especialmente el sistema de René Descartes, que identificaba la materia con el espacio. Así lo expresaba en Traité du monde et de la lumière (escrito entre 1632 y 1633; publicado póstumamente en 1664 ante el temor de Descartes de correr la misma suerte de Galileo con su Dialogo sopra i due massimi sistemi del mondo, ya que, al igual que Galileo, defendía el heliocentrismo). Sin embargo, la existencia del vacío fue estudiada como posibilidad por algunos teólogos escolásticos, que consideraban que quizás fuese posible en el espacio más allá de la esfera de las estrellas fijas donde, quizás también, residiera Dios.

La refutación experimental del horror vacui comenzó en el siglo XVII con una observación puramente práctica: las bombas que se usaban en las minas parecían funcionar según el principio de horror vacui pero, increíblemente, sólo hasta una cierta altura: unos diez metros, a mayor diferencia de nivel ya no eran capaces de bombear agua, dato este que aparece en los Discorsi e dimostrazioni matematiche intorno a due nuove scienze attinenti la mecanica e i moti locali (1638) de Galileo. Los artesanos del Duque de Toscana querían aumentar esa altura a 12 metros. El estudio profundo del libro de Galileo y el contacto con los artesanos del toscano llevaron a Evangelista Torricelli a encontrar una explicación al fenómeno. La conclusión, sorprendente, la condensó en una frase en una carta a Michelangelo Ricci fechada el 11 de junio de 1644:
Vivimos sumergidos en el fondo de un océano de aire
Torricelli explicó la limitación con un equivalente mecánico entre el peso del aire atmosférico y el peso de la columna de agua. Para la demostración usó un tubo de cristal vertical, cerrado por un extremo, sumergido el lado abierto en un recipiente con mercurio. Al lado, otro montaje idéntico pero con agua en vez de mercurio. El mercurio subía por el tubo la catorceava parte de lo que subía el agua. Una unidad de presión que a veces se usa, los milímetros de mercurio, se llama por estos experimentos torr, como homenaje a Torricelli.

Blaise Pascal dudó de la explicación de Torricelli, pensando que sólo expresaba las limitaciones de la fuerza del vacío que se creaba en el extremo cerrado del tubo. Cuatro años después del experimento de Torricelli, Pascal inició una serie de experiencias usando el dispositivo de Torricelli (lo que hoy llamaríamos un barómetro) con varios líquidos, llegando a emplear tubos de cristal de hasta 14 metros de largo (tenía la suerte de tener buenos contactos en Ruan, donde estaba una de las fábricas de productos de cristal tecnológicamente más avanzadas de la época). El experimento decisivo tuvo lugar el 19 de septiembre de 1648, cuando Florin Périer, marido de la hermana mayor de Pascal, Gilberte, ascendió al Puy de Dôme, tomando mediciones de la columna de mercurio a tres altitudes diferentes. La columna de mercurio alcanzaba alturas cada vez menores conforme se ascendía. Pascal replicó el experimento en París, subiendo al campanario de 50 metros de Saint Jacques de la Boucherie, y viendo que el mercurio bajaba dos líneas.

Pascal quedó convencido de que era el peso de la atmósfera, y no el vacío dentro del barómetro, el que hacía que el mercurio ascendiese en los barómetros y el agua en las bombas mineras. Se comprende que la unidad de presión del sistema internacional sea, precisamente, el pascal.

Una demostración aún más espectacular de lo que hoy llamamos presión atmosférica la proporcionó no mucho tiempo después el alcalde de Magdeburgo, Otto von Guericke. Para ello usó su nueva bomba de aire, una bomba de succión a pistón con válvulas que podía aspirar el aire de cámaras cerradas y, por tanto, crear el vacío. En 1657, von Guericke hizo que su bomba sacase el aire de dos semiesferas de cobre pegadas formando una esfera y demostró que dos reatas de caballos no las podían separar.

Robert Boyle desarrolló junto con su ayudante Robert Hooke la bomba de aire como un método consistente de crear el vacío para la investigación científica. Usando un globo de cristal diseñado para ello, en el que se hacía el vacío, Boyle demostró que conforme la bomba extraía el aire del globo la columna de mercurio de un barómetro colocado en el interior descendía hasta que quedaba al ras del recipiente de mercurio. También que la llama de una vela o la vida de los gatos eran incompatibles con el vacío. No así los fenómenos eléctricos y magnéticos, que parecían ser independientes de si existía el vacío o no. Los resultados de Boyle quedaron recogidos en su primera publicación científica, New experiments physico-mechanicall touching the spring of air (1660).

A finales del siglo XVII, por tanto, la existencia del vacío era incuestionable. Sin embargo, tan pronto como se confirmó su existencia los físicos se apresuraron a llenarlo de cosas, por lo que el vacío no es la nada. Los fluidos imponderables de la electricidad, la luz y el magnetismo del XVIII encontraron en él su acomodo, como también lo tendrían el éter y los campos electromagnéticos del XIX. Incluso cuando el éter parecía haber sido descartado a comienzos del siglo XX, la equivalencia entre masa y energía en una pirueta paradójica volvió a introducir la materia en el vacío. Por si fuera poco la física cuántica contribuyó a su complejidad llenándolo de campos, agujeros electrónicos y partículas fantasma.

César López Tomé, Del vacío, Cuaderno de Cultura Científica, 14/01/2014

Comentaris

Entrades populars d'aquest blog

Percepció i selecció natural 2.

"¡¡¡Tilonorrinco!!! ¡¡¡Espiditrompa!!!"