ما هو وزن الأرض؟

استغرق الخبراء مئات السنين لتقدير كتلة الأرض، وحتى يومنا هذا لا يوجد إجماع على الرقم الدقيق.

من الصعب جدًا حساب كتلة الأرض بدقة. الصورة: ساينس تايمز

تحتوي الأرض على كل شيء، من الصخور الصلبة والمعادن إلى ملايين الكائنات الحية، وتغطيها هياكل طبيعية وبشرية لا حصر لها. لذلك، لا توجد إجابة دقيقة على سؤال وزن الأرض. يعتمد وزن الأرض على قوة الجاذبية المؤثرة عليها، أي أن وزنها قد يصل إلى تريليونات الكيلوجرامات أو لا شيء، وفقًا لموقع لايف ساينس .

وفقًا لوكالة ناسا، تبلغ كتلة الأرض 5.9722×1024 كجم، أي ما يعادل حوالي 13 كوادريليون هرمًا مصريًا من أهرامات خفرع (يزن كل هرم 4.8 مليار كجم). تتقلب كتلة الأرض قليلًا بسبب الغبار الكوني والغازات المتسربة من الغلاف الجوي، لكن هذه التغيرات الطفيفة لا تؤثر على الكوكب لمليارات السنين.

ومع ذلك، لم يتفق الفيزيائيون حول العالم بعد على الرقم المذكور، وعملية الحساب ليست بالسهلة. وبما أنه من المستحيل قياس كتلة الأرض بأكملها، يضطر العلماء إلى استخدام التثليث لحساب كتلتها.

العنصر الأول في القياس هو قانون إسحاق نيوتن للجاذبية الكونية، وفقًا لستيفان شلامينجر، عالم القياس في المعهد الوطني الأمريكي للمعايير والتكنولوجيا. أي شيء له كتلة لديه قوة جاذبية، أي أن أي جسمين سيؤثر عليهما دائمًا بقوة. ووفقًا لقانون نيوتن للجاذبية الكونية، يمكن تحديد قوة الجاذبية بين جسمين (F) بضرب كتلتيهما (م₁ و م₂)، ثم قسمة الناتج على مربع المسافة بين مركزيهما (r²)، ثم ضرب الناتج في ثابت الجاذبية (G)، أي F = Gx((m₁xm₂)/r²).

باستخدام هذه المعادلة، استطاع العلماء نظريًا قياس كتلة الأرض بقياس قوة جاذبية الكوكب على جسم على سطحه. لكن المشكلة كانت أنه لم يكن أحد قد حسب قيمة دقيقة لـ G بعد. في عام ١٧٩٧، بدأ الفيزيائي هنري كافنديش تجربة كافنديش. باستخدام جسم يُسمى ميزان الالتواء، مصنوع من قضيبين دوارين متصلين بكرتين من الرصاص، وجد كافنديش قوة الجاذبية بينهما بقياس زاوية القضيب، والتي تغيرت بتغير انجذاب الكرة الأصغر إلى الكرة الأكبر.

بمعرفة الكتل والمسافات بين الكرات، حسب كافنديش G = 6.74×10−11 متر مكعب · كجم · ثانية · مربع. واليوم، حددت لجنة البيانات التابعة للمجلس الدولي للعلوم G = 6.67430 × 10−11 متر مكعب · كجم · ثانية · مربع، وهو رقم مختلف قليلاً عن الرقم الأصلي لكافنديش. ثم استخدم العلماء G لحساب كتلة الأرض، باستخدام الكتل المعروفة لأجسام أخرى، وتوصلوا إلى الرقم الذي نعرفه اليوم: 5.9722×10−24 كجم.

مع ذلك، يؤكد شلامينغر أنه على الرغم من أهمية معادلات نيوتن وميزان الالتواء، إلا أن قياساتهما لا تزال عرضة للخطأ البشري. على مدى القرون التي تلت تجربة كافنديش، قام علماء مختلفون بقياس الجاذبية عشرات المرات، وفي كل مرة كانت النتائج مختلفة قليلاً. ورغم صغر حجم هذه الاختلافات، إلا أنها كافية لتغيير حساب كتلة الأرض وإرباك العلماء الذين يحاولون قياسها.

آن كانج (وفقًا لموقع لايف ساينس )

رابط المصدر: https://vnexpress.net/trai-dat-nang-toi-muc-nao-4728864.html