การวัดทางดาราศาสตร์ครั้งแรกที่แสดงให้เห็นว่า "โลกถูกล้อมรอบด้วยสุญญากาศ" คืออะไร?

คำถามใครเป็นคนแรกที่รู้ว่าโลกถูกล้อมรอบด้วยสุญญากาศ ถูกปิดเพราะผู้ใช้บางคนรู้สึกว่าได้รับคำตอบจากคำถามที่แตกต่างกันในไซต์ SE อื่น: ใครคือคนแรกที่ยืนยันว่าพื้นที่นั้นเป็นสุญญากาศ

สำหรับฉันระยะห่างระหว่างการตระหนักรู้และการวางตัวเป็นเรื่องของดาราศาสตร์!

นอกเหนือจากนั้นฉันได้ถามคำถามใหม่: การวัดทางดาราศาสตร์ครั้งแรกที่แสดงให้เห็นว่า "โลกถูกล้อมรอบด้วยสุญญากาศ" คืออะไร?

โดยการสาธิตฉันกำลังพูดถึงการวัดที่แสดงว่าเป็นหรืออย่างน้อยก็น่าจะเป็นกรณีที่โลกถูกล้อมรอบด้วยสุญญากาศ มันควรเป็นสิ่งที่สามารถนำเสนอเป็นหลักฐานทางวิทยาศาสตร์ที่น่าเชื่อถือต่อนักวิทยาศาสตร์คนอื่น ๆ ในเวลาโดยปราศจากความเอนเอียงทางวิทยาศาสตร์ (เช่นศาสนาการแข่งขันปรัชญา ... )

Torricelli ผู้ประดิษฐ์ Mercury Barometer (~ 1644) แย้งว่าความสูงของคอลัมน์ของดาวพุธถูกควบคุมโดยความดันบรรยากาศ ("น้ำหนักของบรรยากาศ" ตามที่เขาต้องการ) เขายืนยันว่าพื้นที่เหนือปรอทในหลอดของเขาเป็นสุญญากาศซึ่งเป็นแนวคิดต่อต้านอริสโตเติลทั้งหมดในเวลานั้น
เพื่อทดสอบสิ่งนี้เขาขอความช่วยเหลือจาก Blaise Pascal และ Florin Perier ในการบรรทุกหนึ่งในสองบารอมิเตอร์ขึ้นไปบนภูเขา Puy de Dome ในภาคกลางของฝรั่งเศส คำทำนายของเขาคือแรงกดดันที่ด้านบนของภูเขาจะน้อยกว่าที่ฐานเนื่องจากมีน้ำหนักน้อยกว่าอากาศ
การทดลองแสดงให้เห็นว่ามีความสูงลดลง (เช่นความดัน) และ Torriceli สรุปว่าความสูงของชั้นบรรยากาศจะอยู่ที่ประมาณ 20 กม. ซึ่งสูงกว่าจะมีสุญญากาศ - สุญญากาศเช่นเดียวกับที่ด้านบนของหลอดบารอมิเตอร์ การทดลองเป็น IMHO หนึ่งในการทดลองที่ยิ่งใหญ่ที่สุดในประวัติศาสตร์ของฟิสิกส์ ดูตัวอย่าง https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3768090/

ฉันจะยืนยันที่มีชื่อเสียงทดลอง Michelson-Morley

ส่องสว่างอากาศธาตุ

พื้นหลังเล็กน้อยก่อนที่จะเข้าสู่การทดสอบ เป็นเรื่องง่ายที่จะคาดการณ์ผ่านกฎการเคลื่อนที่ของนิวตันว่าโลกควรอยู่ในสุญญากาศไม่เช่นนั้นการลากอย่างต่อเนื่องของการเดินทางผ่านสื่อบางอย่างในที่สุดจะต้องทำให้เราชนกับดวงอาทิตย์ อย่างไรก็ตามไอแซคนิวตันเองก็เสนอแนวคิดของเอ๋อเรืองแสงซึ่งแผ่กระจายไปทั่วพื้นที่ทั้งหมดและเป็นสื่อกลางที่แสงแพร่กระจาย ก่อนหน้านี้มีแนวคิดต่าง ๆ เกี่ยวกับการแผ่ขยายพื้นที่ "อากาศธาตุ" แต่ฉันเชื่อว่านี่เป็นครั้งแรกที่แนวคิดทางวิทยาศาสตร์อย่างแท้จริงเกี่ยวกับแนวคิดเป็นวิธีการอธิบายปรากฏการณ์ทางกายภาพแทนที่จะเป็นเรื่องง่าย ๆ ของการดำรงอยู่ (เช่นชาวกรีกได้ ทำ) The Luminiferous Aether ถูกเสนอให้เป็นแนวคิดที่มีมนต์ขลังเกือบเพื่อหลีกเลี่ยงปัญหาทางกายภาพมากมาย ฉันคิดว่า Wikipedia อธิบายได้ดีที่สุด

คุณสมบัติเชิงกลของอากาศธาตุนั้นมีความมหัศจรรย์มากขึ้นเรื่อย ๆ มันต้องเป็นของเหลวเพื่อเติมเต็มพื้นที่ แต่สิ่งหนึ่งที่มีความแข็งแกร่งกว่าเหล็กถึงล้าน ๆ ครั้งเพื่อรองรับคลื่นแสงความถี่สูง มันก็ต้องมีมวลและไม่มีความหนืดมิฉะนั้นมันจะส่งผลกระทบต่อวงโคจรของดาวเคราะห์อย่างเห็นได้ชัด ยิ่งไปกว่านั้นดูเหมือนว่ามันจะต้องโปร่งใสอย่างสมบูรณ์ไม่กระจายไม่บีบอัดและต่อเนื่องในระดับที่เล็กมาก

แนวคิดของ Luminiferous Aether นั้นได้รับการยอมรับในอำนาจของนิวตันและไม่สามารถอธิบายการเปล่งแสงได้เป็นอย่างอื่น

การทดลองของ Michelson-Morley (1887)

มันไม่ใช่จนกระทั่งการทดลองของ Michelson-Morley ที่ Luminiferous Aether ถูกยิงอย่างหนัก เป้าหมายของการทดลองของ Michelson-Morley คือการหาหลักฐานของ Luminiferous Aether นี้และผลลัพธ์ที่ได้นั้นเป็นหลักฐานที่แข็งแกร่งมากว่า Aether นี้ไม่มีอยู่จริง

การทดลองนั้นถูกสร้างขึ้นเพื่อวัดความเร็วของแสงผ่านอากาศธาตุนี้ แนวคิดก็คือเมื่อโลกเคลื่อนที่ผ่าน Aether มันจะทำให้เกิด "Aether wind" ที่จะชะลอความเร็วแสง ดังนั้นหากมีใครวัดความเร็วของแสงในทิศทางของลมและตั้งฉากกับมันเราควรได้รับความเร็วที่แตกต่างกัน การทดลองของมิเชลสัน - มอร์ลี่ย์ได้สร้างสถานการณ์นี้ขึ้นและใช้การวัดที่แม่นยำมากขึ้นเพื่อลองและค้นหาความแตกต่างของความเร็ว ที่สุดไม่พบความแตกต่างและอากาศธาตุถูกตัดออกเป็นวัสดุที่มีอยู่

จากจุดนั้นเป็นต้นไปมันก็สันนิษฐานว่าอวกาศนั้นเป็นสุญญากาศ ผิดปกติข้อสันนิษฐานนี้แข็งแกร่งมากจนผู้คนไม่เชื่อในแนวคิดของลมสุริยะในตอนแรกและค่อนข้างงุนงงในตอนแรกเมื่อพวกเขาส่งจรวดก้อนแรกสู่อวกาศด้วยเครื่องตรวจจับอนุภาคที่ตรวจจับประจุทุกประเภท อนุภาคในอวกาศ โดยไม่คำนึงถึงฉันจะบอกว่าการทดลองของ Michelson-Morley เป็นครั้งแรกที่นักวิทยาศาสตร์มีหลักฐานทางวิทยาศาสตร์ว่าอวกาศเป็นสุญญากาศ