Πόσο βαρύ είναι η Γη;

Οι ειδικοί έχουν αφιερώσει εκατοντάδες χρόνια εκτιμώντας τη μάζα της Γης και ακόμη και τώρα, δεν υπάρχει ακόμη συναίνεση για το ακριβές ποσό.

Είναι πολύ δύσκολο να υπολογιστεί η ακριβής μάζα της Γης. Φωτογραφία: Science Times

Η Γη περιέχει τα πάντα, από συμπαγή πετρώματα και ορυκτά έως εκατομμύρια ζωντανούς οργανισμούς, και καλύπτεται επίσης από αμέτρητες φυσικές και ανθρωπογενείς δομές. Επομένως, δεν υπάρχει ακριβής απάντηση στο ερώτημα πόσο ζυγίζει η Γη. Το βάρος της Γης εξαρτάται από τη βαρυτική δύναμη που ασκείται σε αυτήν, πράγμα που σημαίνει ότι η Γη θα μπορούσε να ζυγίζει τρισεκατομμύρια κιλά ή και τίποτα, σύμφωνα με το Live Science .

Σύμφωνα με τη NASA, η μάζα της Γης είναι 5,9722 × 10²⁴ kg, που ισοδυναμεί με περίπου 13 τετράκις εκατομμύρια πυραμίδες του Χεφρήνα στην Αίγυπτο (κάθε πυραμίδα ζυγίζει 4,8 δισεκατομμύρια kg). Η μάζα της Γης παρουσιάζει μικρές διακυμάνσεις λόγω της κοσμικής σκόνης και των αερίων που διαρρέουν από την ατμόσφαιρα, αλλά αυτές οι μικρές αλλαγές δεν επηρεάζουν τον πλανήτη για δισεκατομμύρια χρόνια.

Ωστόσο, οι φυσικοί σε όλο τον κόσμο εξακολουθούν να διαφωνούν σχετικά με αυτό το νούμερο, και η διαδικασία υπολογισμού δεν είναι εύκολη υπόθεση. Δεδομένου ότι είναι αδύνατο να ζυγιστεί ολόκληρη η Γη σε μια ζυγαριά, οι επιστήμονες πρέπει να χρησιμοποιήσουν τριγωνοποίηση για να υπολογίσουν τη μάζα της.

Το πρώτο στοιχείο στη μέτρηση είναι ο νόμος της παγκόσμιας έλξης του Ισαάκ Νεύτωνα, σύμφωνα με τον Stephan Schlamminger, μετρολόγο στο Εθνικό Ινστιτούτο Προτύπων και Τεχνολογίας (NIAST). Όλα όσα έχουν μάζα έχουν βαρύτητα, που σημαίνει ότι οποιαδήποτε δύο αντικείμενα ασκούν πάντα μια δύναμη το ένα στο άλλο. Σύμφωνα με τον νόμο της παγκόσμιας έλξης του Νεύτωνα, η βαρυτική δύναμη μεταξύ δύο αντικειμένων (F) μπορεί να προσδιοριστεί πολλαπλασιάζοντας τις αντίστοιχες μάζες των αντικειμένων (m₁ και m₂) με το τετράγωνο της απόστασης μεταξύ των κέντρων τους (r²) και στη συνέχεια πολλαπλασιάζοντας με τη σταθερά βαρύτητας (G), δηλαδή, F = Gx((m₁xm₂)/r²).

Χρησιμοποιώντας αυτήν την εξίσωση, θεωρητικά, οι επιστήμονες μπορούσαν να μετρήσουν τη μάζα της Γης μετρώντας την βαρυτική έλξη του πλανήτη σε ένα αντικείμενο στην επιφάνειά του. Αλλά το πρόβλημα ήταν ότι κανείς δεν είχε ακόμη υπολογίσει την ακριβή τιμή του G. Το 1797, ο φυσικός Χένρι Κάβεντις ξεκίνησε το πείραμα Κάβεντις. Χρησιμοποιώντας ένα αντικείμενο που ονομάζεται ζυγός στρέψης, κατασκευασμένο από δύο περιστρεφόμενες ράβδους με σφαίρες μολύβδου προσαρτημένες, ο Κάβεντις βρήκε τη βαρυτική δύναμη μεταξύ τους μετρώντας τη γωνία στις ράβδους, η οποία άλλαζε καθώς η μικρότερη σφαίρα έλκονταν από τη μεγαλύτερη.

Γνωρίζοντας τις μάζες και τις αποστάσεις μεταξύ των σφαιρών, ο Cavendish υπολόγισε το G = 6,74 × 10⁻¹¹ m³ kg⁻¹ s⁻². Επί του παρόντος, η Επιτροπή Δεδομένων του Διεθνούς Συμβουλίου Επιστήμης ορίζει το G = 6,67430 × 10⁻¹¹ m³ kg⁻¹ s⁻², το οποίο διαφέρει ελάχιστα από την αρχική τιμή του Cavendish. Οι επιστήμονες αργότερα χρησιμοποίησαν το G για να υπολογίσουν τη μάζα της Γης, χρησιμοποιώντας τις γνωστές μάζες άλλων αντικειμένων, και κατέληξαν στο ποσό των 5,9722 × 10²⁴ kg όπως το γνωρίζουμε σήμερα.

Ωστόσο, ο Schlamminger τονίζει ότι ενώ οι εξισώσεις του Νεύτωνα και η ισορροπία στρέψης ήταν σημαντικά εργαλεία, οι μετρήσεις που βασίζονταν σε αυτές εξακολουθούσαν να επηρεάζονται από το ανθρώπινο λάθος. Για αιώνες μετά το πείραμα του Cavendish, διάφοροι επιστήμονες μέτρησαν το G δεκάδες φορές, κάθε φορά με ελαφρώς διαφορετικά αποτελέσματα. Παρόλο που αυτές οι διαφορές ήταν μικροσκοπικές, ήταν αρκετές για να αλλάξουν τους υπολογισμούς της μάζας της Γης και να απασχολήσουν τους επιστήμονες που επιδιώκουν να μετρήσουν τον αριθμό.

Αν Χανγκ (Σύμφωνα με το Live Science )

Σύνδεσμος πηγής: https://vnexpress.net/trai-dat-nang-toi-muc-nao-4728864.html