Tapęs tikra sensacija – garsusis Magdeburgo pusrutulių eksperimentas: kodėl net 24 žirgai nesugebėjo atskirti hermetiškos sferos? (Foto, Video)

Eksperimento aparatą sudaro du žalvariniai pusrutuliai, kurie dera tarpusavyje ir sudaro hermetišką indą. Viename pusrutulyje yra vamzdelis, kurį galima pritvirtinti prie vakuuminio siurblio ir uždarymo čiaupo. Kai oras išsiurbiamas iš pusrutulių vidaus ir vožtuvas uždaromas, abi pusės tvirtai laikosi kartu dėl aplinkinio atmosferos oro slėgio.

Todėl beveik neįmanoma atitraukti pusrutulių. Kai oras vėl įleidžiamas, pusės lengvai atsiskiria. Šią paprastą atmosferos slėgio demonstraciją pirmą kartą padarė vokiečių mokslininkas Otto von Guericke 1654 m. Kai pusrutuliai buvo užsandarinti riebalais ir išsiurbtas oras, sferos negalėjo atskirti net arkliai.

Otto von Guericke'as gimė 1602 m. Magdeburge. Iš pradžių jis studijavo teisę ir filosofiją Leipcigo universitete. Po to studijavo Helmstedto „Academia Julia“ bei Jenos ir Leideno universitetuose. Būtent Leidene jis pirmą kartą lankė matematikos, fizikos ir karo inžinerijos kursus.

1631 m. Guericke buvo paskirtas statybos inžinieriumi, kuriam buvo pavesta atstatyti Magdeburgą po to, kai per Trisdešimtmetį karą jis buvo smarkiai apgriautas. 1646 m. jis buvo išrinktas Magdeburgo burgomeisteriu, vyriausiuoju miesto magistratu. Šias pareigas jis ėjo iki išėjimo į pensiją 1678 m. Per keturis dešimtmečius jis ėmėsi daugybės diplomatinių misijų, kurios nuvedė jį į daugelį Europos teismų ir tarybų, kur susipažino su įtakingais aukštuomenės nariais.

Nepaisant viešųjų pareigų, Von Guericke vis tiek rado laiko siekti savo mokslinių interesų, iš kurių vienas buvo vakuumo tyrimai. Iki von Guericke, vandens siurbliai galėjo pumpuoti vandenį tik iki tam tikro aukščio. Eksperimentuojant buvo nustatyta, kad šis aukštis buvo maždaug 9,5 metrų.

Ši riba buvo trukdis drėkinimo projektuose, kasyklų nutekėjime ir dekoratyviniuose vandens fontanuose, kuriuos planavo Toskanos hercogas, todėl kunigaikštis pavedė Galileo Galilei ištirti problemą. Galileo neteisingai manė, kad vandens stulpelis subyrėtų nuo savo svorio, kai vanduo pakeltas iki 9,5 m.

Gasparo Berti taip pat priėmė iššūkį ir sugebėjo sukurti vakuumą virš vandens stulpelio, tačiau jis negalėjo to paaiškinti. Būtent Galileo mokinė Evangelista Torricelli pirmą kartą pateikė įtikinamą argumentą, kad erdvė viršuje yra vakuumas. Taigi kolonos aukštis buvo apribotas iki maksimalaus svorio, kurį galėjo išlaikyti atmosferos slėgis. Tai yra ribotas vandens siurblio aukštis.

Von Guericke padarė proveržį 1640 m., sukonstravęs pirmąjį vakuuminį siurblį. Von Guericke vakuuminis siurblys dirbo su stūmokliu ir galėjo ištuštinti visus indus. Von Guericke pademonstravo, kad vakuume negirdėti skambančio varpo, kad žvakės nedega, o skirtingų rūšių paukščiai ir žuvys negali išgyventi esant labai žemam oro slėgiui.

Atlikdamas eksperimentus su gyvsidabrio barometru, Von Guericke pademonstravo, kad Žemė sulaiko tik ribotą oro kiekį. Todėl jis padarė išvadą, kad už mūsų atmosferos turi būti vakuumas.

1654 m. Von Guericke buvo pakviestas į Regensburgą pademonstruoti savo eksperimentų vakuume prieš aukščiausius Šventosios Romos imperijos asmenis. Von Guericke paėmė du glaudžiai prigludusius vario pusrutulius ir, naudodamas vakuuminį siurblį, išpumpavo orą iš rutulio.

Tada jis prijungė dvi šešiolikos arklių komandas (po aštuonias iš abiejų pusių), tačiau jie negalėjo atskirti hermetiškų pusrutulių. Eksperimentas buvo pakartotas po dvejų metų jo gimtajame mieste Magdeburge. Ta pati demonstracija buvo dar kartą padaryta Berlyne 1661 m. (arba 1663 m.) su 24 žirgais.

Von Guericke eksperimentai su vakuumu įkvėpė Robertą Boyle'ą atlikti savo eksperimentus, kurie galiausiai paskatino suformuluoti Boyle'o dėsnį, kuriame teigiama, kad idealių dujų kūno tūris yra atvirkščiai proporcingas jo slėgiui.

Magdeburgo pusrutulio eksperimentas tapo populiarus būdas iliustruoti oro slėgio principus. Mažesnės pusrutulių kopijos iki šiol naudojamos gamtos mokslų pamokose.