Изчисляването на масата отне векове

Дори и сега експертите спорят

Нашата планета съдържа всичко - от твърди скали и минерали до милиони видове живи същества и е покрита с безброй природни и създадени от човека структури. И така, колко тежи всичко това? Няма еднозначен отговор на този въпрос. Точно както хората тежат много по-малко на Луната, отколкото ние у дома, Земята няма само едно тегло. Теглото на Земята зависи от гравитационната сила, която я привлича, което означава, че може да тежи трилиони паунда или нищо.

Според НАСА масата на Земята е 5,9722×1024 килограма, или около 13,1 септилиона паунда. Това се равнява на около 13 квадрилиона от египетската пирамида на Хефрен, която сама по себе си тежи около 10 милиарда паунда (4,8 милиарда килограма).

Физиците по света обаче все още не са съгласни относно десетичните числа. Тъй като е невъзможно да се постави Земята в мащаб, учените трябваше да триангулират нейната маса с помощта на други измерими обекти.

Първият компонент беше законът на Исак Нютон за всемирното привличане. Всичко, което има маса, също има гравитационна сила, което означава, че всеки два обекта винаги ще имат някаква сила между тях. Законът за всеобщото привличане на Нютон гласи, че гравитационната сила между два обекта (F) може да се определи чрез умножаване на съответните маси на обектите (m₁ и m₂), разделяне на разстоянието между центровете на обектите на квадрат (r²) и след това умножавайки това число по гравитационната константа (G), известна още като присъщата сила на гравитацията, или F=G((m₁*m₂)/r²). Но имаше проблем: никой не можеше да намери число за G. През 1797 г., физикът Хенри Кавендиш започва това, което става известно като "експериментите на Кавендиш". Използвайки обект, наречен торсионна везна, съставен от две въртящи се пръчки с оловни сфери, прикрепени към тях, Кавендиш намери размера на гравитационната сила между двете групи чрез измерване на ъгъла на прътите , който се промени, когато по-малките сфери бяха привлечени от по-големи.

Познавайки масата и разстоянието между сферите, Кавендиш изчислява, че G = 6,74×10−11 m3 kg–1 s−2 . Комитетът по данни на Международния научен съвет понастоящем изброява G като 6,67430 x 10-11 m3 kg-1 s-2 , само няколко десетични знака по-малко от оригиналното число на Кавендиш. Оттогава учените са използвали G, за да изчислят масата на Земята, използвайки други обекти с известна маса и са стигнали до числото от 13,1 септилиона паунда, което познаваме днес.

(Със съкращения)