Před více než 200 lety byl proveden experiment s cílem „vyvážit“ Zemi.

V roce 1798 provedl vědec Henry Cavendish experimenty s koulemi v tmavé uzavřené místnosti a odhadl přibližnou hustotu Země.

Země a Měsíc. Foto: NASA

Koncem 17. století formuloval vědec Isaac Newton zákon univerzální gravitace: Každá částice přitahuje všechny ostatní částice ve vesmíru silou (F) určenou její hmotností (M) a druhou mocninou vzdálenosti mezi středy objektů (R). S gravitační konstantou G je rovnice pro tento zákon: F = G(M1xM2/ ^R2 ).

Pokud tedy někdo zná hmotnost jednoho z objektů a další informace z rovnice, může vypočítat hmotnost druhého objektu. Pokud člověk předpokládá, že má známou hmotnost, může vypočítat hmotnost Země, pokud ví, jak daleko je od středu Země. Problém je v tom, že v Newtonově době vědci ještě nestanovili G, takže zvážení Země bylo nemožné.

Znalost hmotnosti a hustoty Země by byla pro astronomy nesmírně užitečná, protože by jim pomohla vypočítat hmotnost a hustotu jiných objektů ve sluneční soustavě. V roce 1772 založila Královská společnost v Londýně „Gravitační výbor“, aby se tímto tématem zabýval.

V roce 1774 se skupina expertů pokusila změřit průměrnou hustotu Země pomocí hory Schiehallion ve Skotsku. Zjistili, že obrovská hmotnost Schiehallionu přitahuje k sobě kyvadla. Proto vypočítali hustotu Země měřením pohybu kyvadla a zaměřením hory. Toto měření však nebylo příliš přesné.

Ilustrace vědce Henryho Cavendishe a jeho experimentu s vážením Země. Foto: Wikimedia

Geolog reverend John Michell také studoval hmotnost Země, ale svou práci nedokončil před svou smrtí. Britský vědec Henry Cavendish použil Michellovy přístroje k provádění experimentů.

Zkonstruoval velkou činku s 5 cm širokými olověnými kuličkami připevněnými k oběma koncům 183 cm dlouhé dřevěné tyče. Tyč byla zavěšena na provázku uprostřed a mohla se volně otáčet. Poté byla k první čince přiblížena druhá činka se dvěma 30 cm širokými olověnými kuličkami o hmotnosti 159 kg, takže větší koule přitahovaly menší a na tyč vyvíjely mírnou sílu. Cavendish pozorně sledoval kmitání tyče celé hodiny.

Gravitační síla mezi koulemi byla tak slabá, že i sebemenší proudění vzduchu mohlo tento sofistikovaný experiment narušit. Cavendish umístil aparaturu do uzavřené místnosti, aby se zabránilo proudění vnějšího vzduchu. Experiment pozoroval oknem pomocí dalekohledu a závaží zvenčí přemisťoval pomocí kladkového systému. Místnost byla zatemněna, aby se zabránilo teplotním rozdílům mezi různými částmi místnosti, které by mohly experiment ovlivnit.

V červnu 1798 Cavendish publikoval své výsledky v časopise Transactions of the Royal Society ve studii s názvem „Experiment k určení hustoty Země“. Uvedl, že hustota Země je 5,48krát větší než hustota vody, tj. 5,48 g/cm³, což je poměrně blízko moderní hodnotě 5,51 g/cm³.

Cavendishův experiment byl významný nejen pro měření hustoty a hmotnosti Země (odhadované na přibližně 5,974 kvadrilionů kg), ale také pro prokázání, že Newtonův zákon univerzální gravitace platí v mnohem menším měřítku než v sluneční soustavě. Od konce 19. století se k určení G používají vylepšené verze Cavendishova experimentu.

Thu Thao (podle IFL Science , APS )

Zdrojový odkaz: https://vnexpress.net/thi-nghiem-can-trai-dat-cach-day-hon-200-nam-4616753.html