Wir freuen uns, wenn im Wetterbericht ein Hoch angekündigt ist. Droht dagegen ein Tief, wissen wir, dass schlechtes Wetter aufzieht. Die Höhe des Luftdrucks, denn darauf beziehen sich die Begriffe Hoch und Tief, spielt eine zentrale Rolle für das Wetter.
Dies erkennt im 17. Jahrhundert der Naturforscher Otto von Gericke. Er entwickelt das Barometer, ein Instrument zur Messung des Luftdrucks, und nutzt es für die Wettervorhersage. Das Barometer ist nur eines von vielen Ergebnissen seiner Forschungen über die Wirkung von Luft bzw. die des Luftdrucks.
Die von Gericke hierzu durchgeführten Experimente basieren darauf, dass er erstmals einen luftleeren Raum, einen Vakuum, erzeugen kann. Als Otto von Gerikes wissenschaftliche Karriere beginnt, ist er bereits 47 Jahre alt und ein hochgeachteter Mann. 1602 wird er als Sohn einer Patrizierfamilie in Magdeburg geboren.
In Leipzig und Jena studiert er Jura. Dann kann Gehricke seinem wissenschaftlichen Interesse folgen. Er studiert Festungsbau und Mathematik in Leiden.
Doch fürs Erste kann die Welt der Technik und Wissenschaft für Gehricke nur Nebenbeschäftigung sein. Andere Aufgaben warten auf ihn. 1626 wird er in den Rat seiner Heimatstadt Magdeburg gewählt. Die Zeiten sind hart. In Mitteleuropa tobt der Dreißigjährige Krieg.
Als freie Reichsstadt gerät Magdeburg zwischen die Fronten. 1631 überfallen kaiserlich-katholische Truppen die Stadt. Über 20.000 Menschen kommen um. Gerikes Familie überlebt. Magdeburg hat durch die Zerstörung seine Unabhängigkeit verloren.
Ein Jahr nach dem Inferno legt Gericke einen Plan zum Wiederaufbau der Stadt vor, dessen Verwirklichung er in den folgenden Jahren als Bauherr und Kämmerer vorantreibt. Schließlich wird Gericke einer von vier Bürgermeistern Magdeburgs und außenpolitischer Repräsentant der Stadt. 1648 reist er als Gesandter nach Münster, wo der Dreißigjährige Krieg im westfälischen Frieden sein Ende findet. Dank Gerikes Verhandlungsgeschick erhält Magdeburg die Unabhängigkeit zurück, vorläufig. Ein Jahr später wird auf dem Reichstag zu Nürnberg erneut über das Schicksal Magdeburgs beraten.
Über mehrere Monate ziehen sich die Verhandlungen hin. Die langen Pausen dazwischen nutzt der Diplomat Gericke, um sich wieder naturwissenschaftlichen Forschungen zu widmen. Gericke lebt in einer auch wissenschaftlich aufregenden Zeit. Kopernikus und andere Forscher haben das Weltbild und die Vorstellung über den Kosmos grundlegend verändert.
Doch zugleich sind noch viele Fragen offen. Insbesondere der zwischen Sternen und Planeten Sich ins grenzenlose erstreckende Raum entfacht in Gericke die unauslöschliche Begierde nach seiner Erforschung. Was mochte das für ein Etwas sein? Ist der Raum leer? Gericke ist zugleich ein Mann der Praxis.
Er ist überzeugt, in den Wissenschaften von der Natur sind Redekunst oder spitzfindige Erörterungen zu nichts nütze gefragt sei stattdessen was durch Erfahrung oder sinnliche Wahrnehmung bewiesen wird den Schlüssel für seine Forschung sieht er daher in Experimenten er möchte den leeren Raum zwischen den Gestirnen erforschen indem er ihn hier auf der Erde künstlich erzeugt dazu muss er Luft aus einem geeigneten Behälter entfernen können doch wie Giericke ist vertraut mit Wasserspritzen, wie sie zur Feuerbekämpfung eingesetzt werden. Wäre es möglich, diese so umzubauen, dass man die Luft aus einem Behälter herauspumpen kann? Doch in diesen Überlegungen wird Giericke immer wieder unterbrochen.
Er muss erst seinen diplomatischen Pflichten nachkommen und die Verhandlungen verlaufen für ihn ungünstig. Magdeburg verliert erneut seine Unabhängigkeit und wird dem brandenburgischen Kurfürsten zugesprochen. Politisch enttäuscht kehrt Gericke in seine Heimatstadt zurück. Dort setzt er sich sogleich an seine wissenschaftlichen Studien und Experimente und verwendet dafür einen großen Teil seines Vermögens. Zuerst nimmt er sich die Feuerspritzen vor, um sie umzubauen.
Seine erste Pumpe gleicht noch sehr einer Wasserpumpe. Gehricke unternimmt damit erste Versuche. Er füllt ein Fass randvoll mit Wasser und verschließt es so sorgfältig, wie es nur geht.
Dann lässt er das Wasser mithilfe seiner Pumpe abpumpen. Bleibt jetzt ein leerer Raum im Fass zurück? Doch ihm gelingt es nicht, das Wasser vollständig abzupumpen. Und überall an dem Fass hört Gehricke ein Geräusch.
Die Luft strömt durch die Poren des Holzes in den vom Wasser befreiten Raum und verhindert so die Entstehung eines Vakuums. Zunächst verbessert Gehricke seine Pumpe so, dass er auch direkt Luft pumpen kann. Der zurückziehende Kolben saugt die Luft aus dem Behälter und beim Hineinschieben wird der Zylinder über ein Ventil geleert. Die Schwierigkeit besteht darin, Kolben und Ventile wirklich luftig zu bekommen. Die Ventile müssen zum richtigen Zeitpunkt geöffnet und geschlossen werden, damit die Luft aus dem Behälter entfernt werden kann.
Außerdem nimmt er nun anstelle eines Holzfasses ein Kupfergefäß und versucht aus diesem die Luft heraus zu pumpen. Nach einigen Versuchen gelingt es ihm. Gericke hat zum ersten Mal ein Vakuum erzeugt. Auch wenn sie noch weiter verbessert werden muss, seine Vakuumpumpe funktioniert.
Ein wichtiger Versuch mit dem Gefäß besteht darin, es vor und nach dem Abpumpen zu wiegen. Gehricke stellt fest, das luftgefüllte Gefäß ist schwerer als das leergepumpte. Luft hat also ein Gewicht, sie ist schwer und übt daher auf alles auf der Erde einen Druck aus.
Die enorme Kraft des Luftdrucks fasziniert Gehricke. Um sie besser zu demonstrieren, ersinnt er 1661 einen spektakulären Versuch. Zwei Messinghalbkugeln verschließt er mit einem Lederring und Wachs.
Dann wird aus der Kugel die Luft herausgepumpt. Vier Männer auf jeder Seite vermögen es nicht, die beiden Halbkugeln wieder zu trennen. Der Luftdruck presst die Halbkugeln zusammen.
Denn er wirkt jetzt einseitig nur noch von außen auf die Kugel, da im Innern keine Luft mehr vorhanden ist. Gericke hat endgültig bewiesen, dass ein Vakuum erzeugt werden kann und dass der Luftdruck eine ungeheure Kraft darstellt, die wir Menschen nur gewöhnlich nicht spüren, da sie von überall her gleichmäßig wirkt. Mit Hilfe von Gewichten kann Gericke darüber hinaus auch die Kraft messen, die aufgebracht werden muss, um die beiden Halbkugeln zu trennen.
Gericke wird mit seinen Forschungen zunehmend bekannt. Umgekehrt erfährt auch er nun mehr von den Arbeiten anderer Forscher, so von den Versuchen des Evangelista Torricelli. Der Schüler Galileo Galileis hatte bereits 1643 mit einer anderen Methode ein Vakuum erzeugt.
Er füllte eine einseitig verschlossene Glasröhre randvoll mit Quecksilber. Als er die Glasröhre mit dem offenen Ende nach unten in eine mit Quecksilber gefüllte Schale stellte, sackte die silbrige Säule aufgrund ihres Gewichts ab. Oberhalb des Quecksilberspiegels konnte nur nichts sein, ein Vakuum eben.
Toddi Celli bemerkte auch, dass das flüssige Metall immer auf eine Höhe von ca. 760 mm. sank. Seine Erklärung, auf das Quecksilber in der Schale laste die gesamte Luftsäule bis zur Grenze der Atmosphäre.
Die Luftsäule drücke das Quecksilber genauso hoch in die Glasröhre, dass das Gewicht der Quecksilbersäule dem Gewicht der Luftsäule entspricht. Diese Überlegungen griff der französische Wissenschaftler Blaise Pascal auf. Zur Überprüfung von Torricellis Theorie schlug er vor, man sollte die Höhe der Quecksilbersäule auch auf einem Berg messen. Denn oben auf dem Gipfel müsste die Säule niedriger sein, weil die entsprechende Luftsäule darüber kürzer sei.
Pascal Schwager stieg auf den 1500 Meter hohen Puy-de-Dôme. Und tatsächlich, die Quecksilbersäule war dort um 85 Millimeter kürzer als am Fuß des Berges. Torricelli hatte also recht. Die Quecksilbersäule in einer Glasröhre erweist sich als sehr nützlich, denn mit diesem Instrument lässt sich die Höhe eines Berges über der Meereshöhe bestimmen. Nach den griechischen Wörtern für Gewicht, Baros und Messung, Meter, erhält es den Namen Barometer.
Mit dem Barometer macht Gehricke eine weitere Beobachtung. Die Höhe der Quecksilbersäule, also der Luftdruck, ändert sich geringfügig mit dem Wetter. Mit Hilfe der Messung des Luftdrucks und der Lufttemperatur erstellt er seine ersten Wettervorhersagen.
Gehricke erkennt, dass der Luftdruck mit der Höhe abnimmt. Dies führt er zurück auf seine ursprünglichen Überlegungen zum Kosmos. Er ist überzeugt, die Luftschicht erstreckt sich nicht bis ins Unendliche, sondern verdünnt sich stetig und schrittweise, bis sie zu nichts vergeht. In dem Buch Experimenta Nova fasst Gehricke seine vielen Erkenntnisse in einer neuen Sicht der Welt zusammen.
Neben den von Gott erschaffenen materiellen Dingen gibt es einen unendlich großen leeren Raum, in den alle Dinge eingebettet sind. Doch Gehricke bleibt auch an praktischen Anwendungen interessiert. Mit seiner Windbüchse, einem Vorläufer des Luftgewehrs, demonstriert er, dass der Luftdruck ein Projektil mit durchschlagender Wirkung beschleunigen kann.
Eine weitere Nutzung dieser Kraft zeigt er mit einer atmosphärischen Hebemaschine. An einem beweglichen Kolben in einem Zylinder ist ein Seil befestigt, welches über eine Winde ein Lastbrett hält. Als Gericke die Luft zwischen Zylinder und Kolben absaugen lässt, drückt der äußere Luftdruck den Kolben in den luftleeren Zylinder, sodass das Lastbrett angehoben wird. Dieses Experiment wird sich als wegweisend für die Entwicklung der Dampf-und Verbrennungsmaschine erweisen.
1676 tritt Gehricke vom Bürgermeisteramt zurück. Zwei Jahre später verlässt er den Rat der Stadt. Er folgt seinem Sohn nach Hamburg, wo er 1686 stirbt.
In der Magdeburger Johanniskirche wird der erste deutsche Experimentalphysiker unter großer Anteilnahme der Bevölkerung beigesetzt. Fast täglich informieren wir uns über das Wetter. Doch alle wissenschaftlich begründeten Wettervorhersagen wären nicht möglich ohne die Entdeckungen und Erfindungen des Otto von Gericke.