The history of the barometer (and how it works) - Asaf Bar-Yosef

압력계의 역사 (그리고 그것의 작동법) - 아사프 바-요세프(Asaf Bar-Yosef)

번역: 뿡 뿡 검토: Jeong-Lan Kinser

Aristotle famously said, "Nature fears of empty space"

아리스토텔레스는 이런 말을 했다. "자연은 진공을 두려워한다."

when he claimed that a true vacuum, a space devoid of matter, could not exist

그는 물질이 전혀 없는 진공은 존재 할 수 없다고 주장했는데,

because the surrounding matter would immediately fill it.

주변 물질이 즉각적으로 그것에 채워지기 때문이라고 했다.

Fortunately, he turned out to be wrong.

운좋게도, 그는 잘못됐다고 판명났다.

A vacuum is a key component of the barometer,

진공은 기압을 측정하는 기구인

an instrument for measuring air pressure.

기압계의 중요한 요소이다.

And because air pressure correlates to temperature

그리고 기압은 온도와 관계가 있고

and rapid shifts in it can contribute to

그것의 급속한 변화는

hurricanes, tornadoes and other extreme weather events,

허리케인, 토네이도, 다른 기상이변에 영향을 주기 때문에

a barometer is one of the most essential tools

기압계는 일기예보자와 과학자들에게

for weather forecasters and scientists alike.

매우 중요한 기구 중 하나이다.

How does a barometer work, and how was it invented?

기압계는 어떻게 작동하고, 어떻게 발명됐을까?

Well, it took awhile.

음, 시간이 좀 걸렸다..

Because the theory of Aristotle and other ancient philosophers

아리스토텔레스와 진공이 불가능하다고 여기는

regarding the impossibility of a vacuum seemed to hold true in everyday life,

다른 고대 철학자들의 이론이 일상에서는 진실로 보이기 때문에,

few seriously thought to question it for nearly 2,000 years --

거의 2,000년 동안 진공에 대한 의문은 심각하게 적었고,

until necessity raised the issue.

그것을 생각할 필요성도 없었다.

In the early 17th century, Italian miners faced a serious problem

17세기 초에, 이탈리아 광부들은 심각한 문제에 직면했다.

when they found that their pumps could not raise water

그들의 펌프가 10.3미터 이상으로

more than 10.3 meters high.

물을 끌어올리지 못했기 때문이다.

Some scientists at the time, including one Galileo Galilei,

갈릴레오 갈릴레이를 포함한 몇몇 과학자들은

proposed that sucking air out of the pipe was what made water rise to replace the void.

파이프 바깥으로 공기를 내보내 진공을 만들어 물을 올릴 것을 제안했다.

But that its force was limited and could lift no more than 10.3 meters of water.

그러나 그것의 힘은 제한됐고 10.3미터까지 끌어올리지 못했다.

However, the idea of a vacuum existing at all

하지만, 기존에 모든 진공에 대한 생각은

was still considered controversial.

여전히 논란이 많았다.

And the excitement over Galileo's unorthodox theory,

그리고 갈릴레오의 비정통적 이론파인

led Gasparo Berti to conduct a simple but brilliant experiment

가스파로 베르티는 간단하지만 엄청난 실험을 수행했고,

to demonstrate that it was possible.

그것이 가능함을 증명했다.

A long tube was filled with water

물로 채워진 기다란 튜브를

and placed standing in a shallow pool with both ends plugged.

얕은 물에 거꾸로 세우면 각 끝단은 막혀있다.

The bottom end of the tube was then opened

그 후 튜브의 밑단의 뚜껑을 열어서

and water poured out into the basin

튜브의 물을 내보내.

until the level of the water remaining in the tube was 10.3 meters.

그러면 튜브에 남아있는 물의 높이는 10.3 미터이다.

With a gap remaining at the top, and no air having entered the tube,

위에 남아있는 공간엔 공기가 남아있지 않고,

Berti had succeeded in directly creating a stable vacuum.

이렇게 베르티는 진공을 만들어 내는것을 성공했다.

But even though the possibility of a vacuum had been demonstrated,

그러나 진공의 가능성이 증명됐음에도 불구하고,

not everyone was satisfied with Galileo's idea

어느 누구도 갈릴레오의 생각에 만족하지를 않았고

that this empty void was exerting some mysterious

이 빈공간은 몇가지 의문이 존재했는데,

yet finite force on the water.

여전히 물 위에 있는 유한한 힘이다.

Evangelista Torricelli, Galileo's young pupil and friend,

갈릴레오의 젊은 학생이자 친구인 토리첼리는

decided to look at the problem from a different angle.

다른 시각으로 그 문제를 바라봤다.

Instead of focusing on the empty space inside the tube,

튜브 내부에 빈공간에 초점을 맞추는 것 대신에

he asked himself, "What else could be influencing the water?"

그는 자신에게 물었다. "무엇이 물에 영향을 주고 있을까?"

Because the only thing in contact with the water was the air surrounding the pool,

물에 접촉하는 것이 얕은 물 주변의 공기였기 때문에

he believed the pressure from this air could be the only thing preventing

그는 공기로부터의 압력을 믿었고,

the water level in the tube from dropping further.

이로부터 튜브안 물의 높이를 예측할 수 있다고 생각했다.

He realized that the experiment was not only a tool to create a vacuum,

그는 이 실험이 진공을 만들어내는 도구일 뿐만 아니라,

but operated as a balance

힘의 균형을 만든다는걸 깨달았다.

between the atmospheric pressure on the water outside the tube

이것은 튜브 주위에 있는 물 위의 대기압과

and the pressure from the water column inside the tube.

튜브 내부에 있는 물기둥의 압력과의 균형이다.

The water level in the tube decreases until the two pressures are equal,

두 압력이 동등할때까지 튜브 안의 물 높이는 감소하고,

which just happens to be when the water is at 10.3 meters.

그것은 10.3미터가 된다.

This idea was not easily accepted,

전통을 고집하는 갈릴레오와 다른사람에겐

as Galileo and others had traditionally thought

이 생각은 쉽게 받아들여지지 않았고,

that atmospheric air has no weight and exerts no pressure.

대기는 무게와 압력이 없다고 생각했다.

Torricelli decided to repeat Berti's experiment

토리첼리는 베르티의 실험을 반복하기로 결정했는데,

with mercury instead of water.

물 대신에 수은으로 했다.

Because mercury was denser, it fell farther than the water

수은이 밀도가 더 높기때문에, 물보다 더 낮아지고

and the mercury column stood only about 76 centimeters tall.

수은 기둥은 약 75cm 높이를 가졌다.

Not only did this allow Torricelli to make the instrument much more compact,

이것은 토리첼리가 더욱더 컴팩트한 실험기구를 만들었을 뿐 아니라,

it supported his idea that weight was the deciding factor.

무게가 결정적 요소였다는 그의 생각을 지지해주었다.

A variation on the experiment used two tubes with one having a large bubble at the top.

두개의 튜브가 사용된 변형실험이 있는데, 하나는 윗단에 큰 구형을 가졌다.

If Galileo's interpretation had been correct, the bigger vacuum in the second tube

만약 갈릴레오의 설명이 옳다면, 두번째 튜브에 더 큰 진공은

should have exerted more suction and lifted the mercury higher.

더 많은 흡입을 발생시켜야만 하고 수은의 높이는 더 높아질 것이다.

But the level in both tubes was the same.

그러나 두 튜브의 높이는 같았다.

The ultimate support for Torricelli's theory came via Blaise Pascal

토리첼리 이론의 결정적 증명은 블레즈 파스칼이 했다.

who had such a mercury tube taken up a mountain

그는 수은 튜브를 가지고 산을 올라갔다.

and showed that the mercury level dropped

고도에 따라 대기압에 감소되어

as the atmospheric pressure decreased with altitude.

수은의 높이가 떨어진 것을 보았다.

Mercury barometers based on Torricelli's original model

토리첼리에 기초한 모델인 수은 기압계는

remained one of the most common ways to measure atmospheric pressure until 2007

2007년까지 대기압을 측정하는데 가장 흔한 방법들 중 하나였다.

when restrictions on the use of mercury due to its toxicity

그러나 수은의 독성때문에 사용이 제한됐고,

led to them no longer being produced in Europe.

유럽에서는 더이상 생산되지 않고 있다.

Nevertheless, Torricelli's invention,

하지만, 오랫동안 받아들여진

born of the willingness to question long accepted dogmas

진공과 공기의 무게에 대한 생각에 질문하고, 그로인해 탄생한

about vacuums and the weight of air, is an outstanding example

토리첼리의 발명은 어떻게 고정관념(또는 튜브) 에서

of how thinking outside of the box -- or the tube --

벗어나는지에 대한 뛰어난 예이고,

can have a heavy impact.

커다란 효과를 주었다.