Ако напълните балон с вакуум, ще лети ли?

Първо, нека разгледаме защо балоните с хелий летят.

Плаваемостта е възходяща сила във флуид, която се упражнява върху всички тела в него. Силата се дължи на налягането във флуида, което е толкова по-голямо, колкото по-надолу в него се спуска тялото. Налягането върху едно тяло на дъното в течността е по-голямо, отколкото на върха ѝ, което предизвиква силата на издигането му.

Тъй като хелият е по-лек от другите елементи в атмосферата, той се издига. Същото е, когато въздухът се нагрява в балон с горещ въздух, което го прави по-малко плътен на обем вътре в балона, отколкото навън, което го кара да се издига.

Вакуумът е обем, който е празен от материя, така че той е по-малко плътен (и по-лек) от въздуха в нашата атмосфера. Така че, ако можехте да напълните балон с вакуум, тогава той щеше да се издигне по-добре от балоните с хелий.

Хелият е толкова лек, че се носи до ръба на нашата атмосфера, където седи, докато не бъде отнесен от слънчевия вятър, така че вероятно всеки балон с вакуум би седял върху всичкия хелий и водород, тъй като е по-лек от всичко в нашата атмосфера.

Всъщност идеята за използване на вакуум в транспорта е изненадващо стара. През 1690 г., след неотдавнашното изобретяване на вакуумната помпа, свещеникът и математик Франческо Лана-Терци предлага идеята за вакуумен дирижабъл – съвсем стандартен дървен кораб, който обаче се държи във въздуха от няколко вакуумни балона.

Тогава е било невъзможно да се направи съд, който да е достатъчно силен, празен и твърд, за да издържи на вакуума и корабът да се издигане. И ситуацията е същата и днес. Проблемът е същият, който всъщност предизвиква издигането – налягането извън мястото с вакуума е по-високо от това вътре в него. Когато налягането стане твърде голямо, за да може околният материал да го издържи, резултатът е силна имплозия, която изравнява двете налягания вътре и вън вън от съда.