PRESSIONE ATMOSFERICA
1643: il barometro
Da tempo gli ingegneri minerari e altre persone, si erano preoccupati dei fatto che le pompe non potessero sollevare l'acqua più di 10 metri al di sopra del suo livello naturale. La solita pompa produceva un vuoto parziale, per colmarlo l'acqua affluiva verso l'alto, ma a quanto pareva tale afflusso aveva i propri limiti.
Il fisico italiano Evangelista Torricelli (1608-1647) lavorò per Galileo nell'ultimo anno di vita di quest'ultimo, e Galileo suggerì al suo assistente di studiare questo problema di pompaggio.
A Torricelli venne in mente che l'acqua non si sollevava perché veniva richiamata verso l'alto dal vuoto, ma perché veniva spinta su dalla normale pressione dell'aria. Dopo tutto, il vuote nella pompa produceva una bassa pressione dell'aria, e l'aria normalmente presente all'esterno della pompa spingeva più forte.
Nel 1643, per controllare tale teoria, Torricelli fece uso dei mercurio. Dato che la densità del mercurio è pari a 13 volte e mezzo quella dell'acqua, l'aria dovrebbe essere in grado di sollevarlo soltanto a 1/13,5 volte l'altezza dell'acqua, ovvero cm 76,2. Torricelli riempì di mercurio un tubo di vetro lungo cm 182,88, ne tappò l'estremità aperta, lo sistemò in posizione verticale in un piatto di mercurio, lo stappò, e scoprì che il mercurio si riversava fuori dal tubo, ma non completamente: cm 76,2 di mercurio rimasero nel tubo, come previsto.
Al di sopra del mercurio, all'interno del tubo in posizione verticale, c'era il vuoto (fatta eccezione per una piccola quantità di vapore di mercurio). Si trattava del primo vuoto mai creato artificialmente un vuoto torricelliano. Torricelli notò che l'altezza della colonnina di mercurio variava lievemente da un giorno all'altro, e ne dedusse correttamente che l'atmosfera possedesse una pressione lievemente diversa in momenti diversi. Aveva inventato il primo barometro
1648: Pressione atmosferica e altitudine
Se la colonnina di mercurio del barometro di Torricelli veniva fatta sollevare dalla pressione atmosferica, "ora, se ci si fosse recati a una maggiore altitudine, nell'atmosfera, ci sarebbe dovuta essere meno aria, e la pressione sarebbe dovuta diminuire. Perciè doveva accadere lo stesso alla colonnina di mercurio. Per sperimentare questo fatto, Pascal (vedi 1642) inviò il cognato su una montagna vicina con un paio di barometri. Il cognato si arrampicò per circa 1600 metri e scoprì che le colonnine di mercurio erano scese da cm 76,2 a cm 68,58. Questo mostrò chiaramente che l'atmosfera poteva avere soltanto un'altitudine finita. In effetti, se avesse avuto ovunque la stessa densità che presentava al livello del mare, avrebbe raggiunto soltanto circa 8 chilometri d'altitudine. Anche quando fu evidente che la densità dell'aria diminuiva con l'altitudine, in modo che quantità di questa si estendevano ben oltre gli 8 chilometri circa, dovevano esserci dei limiti. A un'altitudine di poco più di 160 chilometri, l'aria era talmente rarefatta, da poter essere definita molto simile al vuoto, e questo valeva per tutto il resto della distanza dalla Luna e dagli altri corpi celesti. Esperimenti come quelli di Torricelli e del cognato di Pascal rappresentarono la scoperta dello spazio esterno.