Il peso del vuoto: Torricelli, Pascal e l’aria invisibile

Un’assenza che diventa una domanda

Il protagonista è uno spazio apparentemente senza niente. In un tubo capovolto, sopra una colonna di mercurio, rimane una zona trasparente: il liquido è sceso, ma non ha lasciato entrare aria dall’esterno. Per un lettore di oggi può sembrare un particolare da laboratorio. Nel Seicento poteva mettere in discussione un modo consolidato di pensare la natura. Se il vuoto era impossibile, che cosa occupava quello spazio? E perché il mercurio non continuava a scendere?

La storia di Torricelli e Pascal comincia qui, fra due domande che conviene tenere distinte. La prima riguarda ciò che si trova sopra il liquido; la seconda la causa del suo equilibrio. Non occorre risolvere ogni problema filosofico sul nulla per misurare una colonna. Proprio questa possibilità rende l’esperimento fecondo: una questione vastissima può essere interrogata attraverso un dispositivo circoscritto, con risultati che altre persone possono confrontare.

La natura poteva avere orrore?

L’espressione horror vacui, «orrore del vuoto», appartiene a una lunga tradizione di spiegazioni. Il Museo Galileo ricorda che alcuni autori medievali, sviluppando la fisica aristotelica, attribuivano alla natura una resistenza alla formazione di spazi vuoti. Non bisogna immaginare una dottrina identica per ogni autore e per ogni secolo. Già la discussione sull’onnipotenza divina aveva complicato l’idea di un’impossibilità assoluta: ciò che si riteneva irrealizzabile con mezzi naturali non poteva essere automaticamente dichiarato impossibile a Dio.

Quel linguaggio cercava di rendere comprensibili fenomeni reali, ma rischiava di fermare troppo presto la domanda sulle cause. Dire che la natura impedisce il vuoto può riassumere ciò che ci aspettiamo; resta da stabilire quanto resista, in quali condizioni e perché. Una spiegazione fisica acquista forza quando permette di anticipare una differenza misurabile. È questo passaggio, dalla formula generale alla previsione controllabile, che seguiremo nel tubo e poi sulla montagna.

Firenze, 1644: il liquido si ferma

Nella primavera del 1644, a Firenze, Evangelista Torricelli realizzò il celebre esperimento dell’argento vivo, il nome allora usato per il mercurio. Il Museo Galileo ne descrive la disposizione: un tubo di vetro chiuso a un’estremità viene riempito di mercurio e rovesciato, mantenendo l’apertura immersa in una bacinella dello stesso liquido. La colonna scende soltanto in parte. Il punto essenziale è che sopra rimane spazio, mentre il liquido nel tubo e quello nella vaschetta sono ancora collegati.

Una lettera a Michelangelo Ricci dell’11 giugno 1644 documenta il ragionamento di Torricelli. Secondo la presentazione museale, lo studioso attribuiva il sostegno della colonna alla pressione dell’aria sulla superficie del mercurio nella bacinella. L’attenzione si spostava così dalla parte alta del tubo all’atmosfera circostante. Lo spazio superiore non doveva necessariamente tirare il liquido verso di sé: l’aria esterna poteva sostenerlo attraverso il liquido della vaschetta. Un ambiente quasi invisibile entrava nella spiegazione come agente fisico.

Leggere l’altezza come una pressione

Con il linguaggio attuale, trascurando la piccola pressione nella parte superiore, l’equilibrio si scrive p_atm ≈ ρgh: pressione atmosferica uguale, approssimativamente, al prodotto fra densità del liquido, accelerazione di gravità e dislivello. L’altezza h si misura dalla superficie libera nella vaschetta alla cima della colonna, non dal fondo del recipiente. OpenStax mostra che alla pressione standard di 101.325 pascal corrispondono circa 76 centimetri di mercurio. È un riferimento moderno, non la trascrizione di una misura storica esatta.

Per la stessa pressione, un liquido meno denso richiederebbe una colonna più alta. Con l’acqua occorrerebbero circa 10,3 metri: cambiare materiale cambia anche la praticabilità dello strumento. Il mercurio rendeva il dispositivo trasportabile. La relazione consente inoltre una previsione: se la pressione esterna diminuisce, a densità e gravità pressoché invariate diminuisce il dislivello. La colonna diventa un indicatore dell’ambiente. Non basta guardare se il tubo è pieno o vuoto: importa quanto liquido riesce a sostenere l’aria.

Schema del tubo chiuso in alto e immerso nel mercurio: h è il dislivello fra superficie della vaschetta e cima della colonna; la pressione esterna sostiene il liquido — Come leggere il barometro. Schema originale della redazione: geometria semplificata, non in scala; la pressione sopra la colonna è approssimata a zero. Non riproduce l’apparato storico.

Una montagna per confrontare le spiegazioni

Pascal trasformò il problema in un confronto fra quote diverse. Il portale delle biblioteche di Clermont documenta la sua richiesta al cognato Florin Périer, datata 15 novembre 1647: ripetere l’esperimento lungo il percorso verso il Puy de Dôme. Périer compì le prove il 19 settembre 1648 e ne riferì per lettera il 22 settembre. È una distinzione biografica utile: Pascal progettò il confronto; non fu lui a portare il tubo sulla vetta.

Le misure mostrarono una colonna più bassa salendo, come ricostruisce anche la Bibliothèque nationale de France attraverso il Récit de la grande expérience de l’équilibre des liqueurs, pubblicato nel 1648. Il risultato sosteneva la spiegazione fondata sul peso dell’aria: cambiando quota cambiava la pressione. L’idea generica di una ripugnanza della natura per il vuoto non forniva da sola una ragione quantitativa per quella variazione. Il paesaggio diventava una parte dell’apparato sperimentale: spostarsi permetteva di modificare le condizioni, conservando la domanda.

Illustrazione evocativa di due viaggiatori secenteschi con una custodia per strumenti lungo una montagna dell’Alvernia — Cambiare quota per interrogare l’aria. Illustrazione editoriale generata con IA: scena immaginaria, non ricostruzione documentaria della spedizione del 1648.

Che cosa significa davvero «vuoto»

L’esperimento non richiede che lo spazio superiore sia un nulla assoluto. Nella fisica dei gas, fare il vuoto significa ridurre la quantità di gas e la pressione rispetto all’ambiente. Il Museo Galileo sottolinea che anche un recipiente evacuato con strumenti moderni conserva particelle. La distinzione protegge da un equivoco: dimostrare che una colonna è sostenuta dalla pressione esterna non equivale a provare l’assenza di ogni possibile contenuto o fenomeno sopra di essa.

Possiamo quindi riconoscere la solidità del risultato senza attribuire agli sperimentatori ogni concetto successivo. Per capire una scoperta servono due letture complementari: ricostruire quali alternative affrontasse nel suo tempo e spiegare come descriviamo oggi il fenomeno. La seconda corregge e precisa; la prima impedisce che il passato diventi un manuale moderno scritto con parole antiquate. La zona trasparente del tubo rimane interessante proprio perché le domande che vi furono poste non coincidono tutte con le nostre.

Anche gli strumenti hanno una biografia

Una visita al museo può offrire un ultimo esercizio. Il Museo Nazionale Scienza e Tecnologia di Milano conserva un barometro di Torricelli datato 1932–1933: è una replica di un modello interpretativo, realizzata per l’esposizione di Chicago del 1933 a partire dal disegno collegato alla lettera del 1644. La scheda distingue chiaramente l’oggetto novecentesco dall’esperimento secentesco. La forma può aiutare a comprendere il funzionamento; la data racconta invece la storia della sua rappresentazione.

Un oggetto, uno schema e un’illustrazione evocativa offrono dunque conoscenze diverse. Lo schema qui pubblicato rende controllabile il dislivello; le scene immaginarie accompagnano il racconto; le fonti permettono di risalire alle testimonianze. Il cambiamento decisivo non è soltanto aver trovato un nome per lo spazio sopra il mercurio. È aver imparato a interrogare l’aria attraverso qualcosa che si può misurare. Un’altezza, confrontata fra luoghi diversi, rese visibile l’azione di ciò che sembrava non esserci.

Fonti e approfondimenti

Fonti consultate e verificate il 15 ottobre 2026. I collegamenti aprono siti esterni.

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