Was war die erste astronomische Messung, die zeigte, dass „die Erde von Vakuum umgeben ist“?

Torricelli, der Erfinder des Quecksilberbarometers (~1644), argumentierte, dass die Höhe der Quecksilbersäule vom atmosphärischen Druck (dem „Gewicht der Atmosphäre“, wie er es ausdrückte) bestimmt wurde. Er behauptete, der Raum über dem Quecksilber in seiner Röhre sei ein Vakuum, ein damals völlig antiaristotelisches Konzept.
Um dies zu testen, nahm er die Hilfe von Blaise Pascal und Florin Perier in Anspruch, die eines von zwei Barometern auf einen Berg, den Puy de Dome in Zentralfrankreich, trugen. Seine Vorhersage war, dass der Druck am Gipfel des Berges aufgrund des geringeren Luftgewichts geringer sein würde als am Fuß.
Das Experiment zeigte einen Abfall der Höhe (dh des Drucks) und Torriceli selbst kam zu dem Schluss, dass die Höhe der Atmosphäre etwa 20 km betragen würde, über der Vakuum herrschen würde – das gleiche Vakuum wie oben in der Barometerröhre. Das Experiment war IMHO eines der größten Experimente in der Geschichte der Physik. Siehe zum Beispiel https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3768090/

Ich würde das berühmte Michelson-Morley-Experiment argumentieren .

Leuchtender Äther

Ein bisschen Hintergrundwissen, bevor Sie in das Experiment selbst einsteigen. Aufgrund der Newtonschen Bewegungsgesetze ist es ziemlich einfach zu vermuten, dass sich die Erde in einem Vakuum befinden sollte, da sonst der ständige Luftwiderstand beim Reisen durch ein Medium dazu führen muss, dass wir schließlich mit der Sonne zusammenstoßen. Trotzdem schlug Isaac Newton selbst das Konzept eines leuchtenden Äthers vordas den ganzen Raum durchdrang und das Medium war, durch das sich Licht ausbreitete. Vor diesem Punkt gab es verschiedene Konzepte eines „Äthers“, der den Raum durchdringt, aber dies war meiner Meinung nach die erste wirklich wissenschaftliche Annäherung an das Konzept als eine Möglichkeit, physikalische Phänomene zu erklären, anstatt eine einfache Annahme der Existenz (wie die Griechen hatten Erledigt). Der leuchtende Äther wurde als fast magisches Konzept vorgeschlagen, um zahlreiche physikalische Probleme zu vermeiden. Ich denke, Wikipedia beschreibt es am besten.

Die mechanischen Eigenschaften des Äthers waren immer magischer geworden: Er musste eine Flüssigkeit sein, um den Raum auszufüllen, aber eine, die millionenfach steifer als Stahl war, um die hohen Frequenzen der Lichtwellen zu tragen. Es musste auch masselos und ohne Viskosität sein, sonst würde es die Umlaufbahnen von Planeten sichtbar beeinflussen. Außerdem schien es vollständig transparent, nicht-dispersiv, inkompressibel und in sehr kleinem Maßstab kontinuierlich zu sein.

Das Konzept des leuchtenden Äthers wurde aufgrund der Autorität von Newton und der Unfähigkeit, die Ausbreitung des Lichts anders zu erklären, akzeptiert.

Michelson-Morley-Experiment (1887)

Erst beim Michelson-Morley-Experiment wurde die Luminiferous Aether ernsthaft abgeschossen. Das Ziel des Michelson-Morley-Experiments war es, Beweise für diesen leuchtenden Äther zu finden, und das Nullergebnis war ein sehr starker Beweis dafür, dass dieser Äther nicht existierte.

Das Experiment selbst wurde eingerichtet, um die Lichtgeschwindigkeit durch diesen Äther zu messen. Die Idee war, dass die Erde, wenn sie sich durch den Äther bewegt, eine Art „Ätherwind“ erzeugen würde, der die Lichtgeschwindigkeit verlangsamen würde. Wenn man also die Lichtgeschwindigkeit in Windrichtung und senkrecht dazu misst, sollte man unterschiedliche Geschwindigkeiten erhalten. Das Michelson-Morley-Experiment hat genau dieses Szenario aufgestellt und mit immer genaueren Messungen versucht, diesen Geschwindigkeitsunterschied zu finden. Letztendlich wurde kein Unterschied gefunden und der Äther wurde als ein existierendes Material ausgeschlossen.

Von diesem Zeitpunkt an wurde angenommen, dass der Weltraum ein Vakuum sei, völlig leer. Seltsamerweise war diese Annahme so stark, dass die Menschen anfangs nicht einmal wirklich an das Konzept des Sonnenwinds glaubten und anfangs ziemlich ratlos waren, als sie die ersten Raketen mit Teilchendetektoren ins All schickten, die schließlich alle möglichen Ladungen entdeckten Teilchen im Weltraum. Unabhängig davon würde ich sagen, dass das Michelson-Morley-Experiment das erste Mal war, dass Wissenschaftler wissenschaftliche Beweise dafür hatten, dass der Weltraum ein Vakuum ist.