Діти часто задають несподівані питання і одне з таких запитань порушує цікаву проблему: якщо гелій дозволяє повітряним кулькам літати, тому що він легший за повітря, то чи підніметься повітряна кулька, наповнена абсолютно нічим — вакуумом?
Згідно з обговореннями в Інтернеті, зокрема з питанням, поставленим 9-річною дитиною, принцип, що лежить в основі польоту повітряних куль, полягає в плавучості, пише IFLScience.
Фізик Франческо Лана-Терзі у своїх працях XVII століття про вакуумні дирижаблі також торкається цієї концепції. Як пояснюється, плавучість виникає тому, що тиск рідини є більшим на менших глибинах, що штовхає вгору об'єкти, які знаходяться в ній.
Повітряна куля, наповнена гелієм, фактично плаває, оскільки її вага менша за вагу витісненого повітря, і, теоретично, куля, виготовлена з вакууму, була б ще легшою.
Лана-Терзі колись висунув гіпотезу, що судно, яке підтримується порожнистими сферами, що містять вакуум, може літати, хоча технологія його часу унеможливлювала реалізацію цієї ідеї.
Щоб краще це зрозуміти, гелій піднімається, оскільки його атоми легші за середній склад повітря. Вакуум, за визначенням, не містить жодної матерії, що робить його менш щільним за гелій.
Однак проблема полягає в конструкції: на відміну від гелію або нагрітого повітря, вакуум вимагає міцного контейнера, щоб протистояти атмосферному тиску.
Актуальність таких питань полягає в їхній здатності пробуджувати цікавість до фізики та інженерії. Цей принцип демонструє, чому гази, легші за повітря, працюють, чому гелій виходить на край нашої атмосфери і як ранні мислителі досліджували можливості, які досі становлять виклик для сучасної науки. Це показує, що навіть прості питання можуть привести до глибоких досліджень фізичного світу.