La bomba de vacío que hizo posible la ciencia moderna

El 8 de mayo de 1654, en la ciudad alemana de Ratisbona, dos tiros de ocho caballos cada uno tiraban con todas sus fuerzas en direcciones opuestas. En medio, sujetas solo por el aire —o mejor dicho, por su ausencia—, había dos semiesferas de cobre unidas. Los dieciséis animales sudaban, resoplaban y no conseguían separarlas. El emperador Fernando III miraba atónito. No había pegamento, ni tornillos, ni cadenas: solo el vacío que un exalcalde había hecho dentro de la esfera con una máquina de su invención. La bomba de vacío acababa de convertir una idea filosófica en un espectáculo imposible de negar.

El miedo de la naturaleza al vacío

Durante casi dos mil años, la ciencia occidental creyó que el vacío no podía existir. La culpa era de Aristóteles, que había sentenciado que la naturaleza «aborrece el vacío»: allí donde se hiciera un hueco, el aire o el agua correrían de inmediato a llenarlo antes de permitir que existiera la nada. Los sabios lo repetían en latín como un dogma: horror vacui, el horror al vacío. El universo, decían, estaba lleno hasta el último rincón.

La idea funcionaba como explicación para casi todo. ¿Por qué el agua sube por una pajita cuando succionas? Porque la naturaleza corre a llenar el vacío que hace tu boca. ¿Por qué cuesta separar dos placas mojadas? Por lo mismo. Nadie sospechaba que detrás de todos esos fenómenos había otra cosa mucho más simple y mucho más difícil de imaginar: el peso invisible del aire que nos rodea.

Torricelli y la primera nada artificial

La grieta en el dogma la abrió un discípulo de Galileo. Los ingenieros de los Médici se habían topado con un problema práctico: las bombas de succión no lograban elevar el agua de los pozos más allá de unos diez metros, por más que se esforzaran. Si la naturaleza aborrecía el vacío, ¿por qué se rendía justo a esa altura? En 1643, Evangelista Torricelli dio con la respuesta. Llenó de mercurio un tubo de vidrio cerrado por un extremo, lo tapó, lo volteó dentro de una cubeta y lo destapó. El mercurio bajó… pero no del todo: se detuvo formando una columna de unos 76 centímetros, y encima quedó un espacio vacío.

Ese hueco en la parte alta del tubo era la primera nada fabricada por el ser humano. Y la explicación de Torricelli era revolucionaria: la columna no se sostenía porque la naturaleza «tirara» de ella, sino porque el peso del aire de toda la atmósfera empujaba hacia abajo sobre el mercurio de la cubeta. «Vivimos sumergidos en el fondo de un océano de aire», escribió. No había horror al vacío: había presión atmosférica. El instrumento que acababa de inventar, el barómetro, tiene su propia historia; lo importante aquí es que Torricelli había demostrado que el vacío no solo era posible, sino que estaba ahí, encima de un charco de mercurio, esperando a ser estudiado.

El alcalde que ordeñó el aire

Quien convirtió esa curiosidad de laboratorio en un experimento inolvidable fue un personaje inesperado: Otto von Guericke, alcalde de la ciudad de Magdeburgo, ingeniero aficionado y hombre obsesionado con la idea del vacío. Hacia 1650 construyó la primera bomba de aire de la historia: una jeringa de bronce con pistón y válvulas, parecida a una bomba de agua, pero pensada para sacar el aire de un recipiente sellado en lugar de meter líquido. Bombeada una y otra vez, la máquina vaciaba poco a poco un globo de cobre hasta dejar dentro un vacío casi perfecto.

Con esa herramienta, Von Guericke empezó a jugar con lo invisible. Descubrió que dentro del vacío una vela se apagaba, que una campana sonaba cada vez más débil hasta enmudecer del todo, y que los pájaros y los pequeños animales no podían sobrevivir. El aire, ese algo que nunca vemos, resultaba imprescindible para el fuego, para el sonido y para la vida. Como el médico flamenco que años antes había bautizado los aires invisibles con la palabra «gas», Von Guericke estaba cartografiando una sustancia que hasta entonces se daba por supuesta.

Los caballos de Magdeburgo

Pero Von Guericke sabía que ningún argumento convence tanto como un buen espectáculo. Mandó fabricar dos semiesferas de cobre que encajaban formando una esfera hueca de unos 35 centímetros, con los bordes untados de grasa para que sellaran perfectamente. Juntó las mitades, conectó su bomba y extrajo el aire. Por fuera no las sujetaba nada; por dentro, la nada. Y sin embargo, la presión del aire de la atmósfera las apretaba una contra otra con una fuerza descomunal.

En la demostración ante el emperador Fernando III, ocho caballos de cada lado tiraron sin lograr despegarlas. El truco no tenía trampa: el mismo océano de aire del que había hablado Torricelli aplastaba las semiesferas con más fuerza que dieciséis caballos juntos. Bastaba abrir la llave y dejar entrar el aire para que las mitades se separaran solas, casi con desdén. Las semiesferas de Magdeburgo se volvieron el experimento más famoso del siglo y una imagen que aún hoy se repite en cualquier clase de física.

Boyle, Hooke y la bomba que fundó una ciencia

La noticia cruzó Europa y llegó a Inglaterra, donde un joven y riquísimo aristócrata la leyó fascinado. Robert Boyle encargó a su brillante ayudante Robert Hooke que mejorara el diseño de Von Guericke, y hacia 1659 tenían una bomba de aire más precisa, con un gran recipiente de vidrio —el «receptáculo»— donde se podía meter cualquier cosa y observar qué le pasaba al quitarle el aire. Entre la primavera y el otoño de ese año realizaron decenas de experimentos y los publicaron en 1660 en un libro de título interminable que suele abreviarse como Nuevos experimentos físico-mecánicos sobre la elasticidad del aire.

De aquellas pruebas salió una de las primeras leyes cuantitativas de la física moderna: la ley de Boyle, que relaciona la presión de un gas con el volumen que ocupa. Pero más allá del hallazgo concreto, la bomba de aire se convirtió en el emblema de una forma nueva de hacer ciencia. No se trataba de razonar como Aristóteles desde un sillón, sino de construir un aparato, controlar las condiciones y dejar que el experimento hablara. La recién fundada Royal Society hizo de aquella máquina cara y caprichosa su símbolo, y con ella nació buena parte del método que todavía usamos, tan revolucionario en su momento como lo fueron los instrumentos que cambiaron la navegación.

El vacío que sostiene el mundo moderno

Aquella jeringa de bronce de Magdeburgo tuvo una descendencia enorme. Dos siglos después, sin bombas de vacío capaces de extraer casi todo el aire de una ampolla de vidrio, habría sido imposible fabricar la bombilla incandescente: el filamento se quemaría en un instante si quedara oxígeno a su alrededor. El mismo principio hizo posibles los tubos de vacío que dieron vida a las primeras radios, televisores y computadoras, antes de que el transistor los jubilara.

Hoy la bomba de vacío es una obrera silenciosa de la tecnología. Sin ella no se liofilizan las vacunas y los alimentos —ese secado en frío que conserva sin cocinar—, no se fabrican los chips de silicio que llevas en el bolsillo, que se graban capa a capa en cámaras al vacío, ni funcionarían los grandes aceleradores de partículas, donde las partículas deben viajar por tubos más vacíos que el espacio exterior. Todo empezó con un alcalde terco, dieciséis caballos y la idea, entonces herética, de que la nada no solo existe: se puede fabricar, medir y poner a trabajar.

Referencias

1. «Otto von Guericke», Encyclopædia Britannica. britannica.com
2. «Magdeburg hemispheres», Wikipedia. en.wikipedia.org
3. «Torricelli's experiment», Wikipedia. en.wikipedia.org
4. «The History of the Vacuum», KNF. knf.com

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