Seberapa beratkah Bumi?

Para ahli telah menghabiskan ratusan tahun untuk memperkirakan massa Bumi, dan bahkan hingga sekarang, masih belum ada konsensus mengenai angka pastinya.

Sangat sulit untuk menghitung massa Bumi secara tepat. Foto: Science Times — Sangat sulit untuk menghitung massa Bumi secara tepat. Foto: *Science Times*

Bumi mengandung segala sesuatu mulai dari batuan padat dan mineral hingga jutaan organisme hidup, dan juga ditutupi oleh struktur alami dan buatan manusia yang tak terhitung jumlahnya. Oleh karena itu, tidak ada jawaban pasti untuk pertanyaan berapa berat Bumi. Berat Bumi bergantung pada gaya gravitasi yang bekerja padanya, artinya Bumi bisa memiliki berat triliunan kilogram atau bahkan tidak memiliki berat sama sekali, menurut Live Science .

Menurut NASA, massa Bumi adalah 5,9722 × 10²⁴ kg, setara dengan sekitar 13 kuadriliun piramida Khafre di Mesir (setiap piramida beratnya 4,8 miliar kg). Massa Bumi sedikit berfluktuasi karena debu kosmik dan gas yang bocor dari atmosfer, tetapi perubahan kecil ini tidak memengaruhi planet selama miliaran tahun.

Namun, para fisikawan di seluruh dunia masih berbeda pendapat mengenai angka ini, dan proses perhitungannya bukanlah tugas yang mudah. Karena mustahil untuk menimbang seluruh Bumi di atas timbangan, para ilmuwan harus menggunakan triangulasi untuk menghitung massanya.

Komponen pertama dalam pengukuran adalah hukum gravitasi universal Isaac Newton, menurut Stephan Schlamminger, seorang ahli metrologi di National Institute of Standards and Technology (NIAST). Segala sesuatu yang memiliki massa memiliki gravitasi, artinya setiap dua objek selalu saling memberikan gaya. Menurut hukum gravitasi universal Newton, gaya gravitasi antara dua objek (F) dapat ditentukan dengan mengalikan massa masing-masing objek (m₁ dan m₂) dengan kuadrat jarak antara pusatnya (r²), lalu dikalikan dengan konstanta gravitasi (G), yaitu, F = Gx((m₁xm₂)/r²).

Secara teoritis, dengan menggunakan persamaan ini, para ilmuwan dapat mengukur massa Bumi dengan mengukur gaya gravitasi planet terhadap suatu objek di permukaannya. Namun, masalahnya adalah belum ada yang menghitung nilai pasti G. Pada tahun 1797, fisikawan Henry Cavendish memulai eksperimen Cavendish. Menggunakan sebuah objek yang disebut neraca torsi, yang terbuat dari dua batang berputar dengan bola timah yang terpasang, Cavendish menemukan gaya gravitasi di antara keduanya dengan mengukur sudut pada batang, yang berubah saat bola yang lebih kecil ditarik oleh bola yang lebih besar.

Dengan mengetahui massa dan jarak antar bola, Cavendish menghitung G = 6,74 × 10⁻¹¹ m³ kg⁻¹ s⁻². Saat ini, Komite Data Dewan Internasional untuk Sains mendefinisikan G = 6,67430 × 10⁻¹¹ m³ kg⁻¹ s⁻², hanya sedikit berbeda dari angka asli Cavendish. Para ilmuwan kemudian menggunakan G untuk menghitung massa Bumi, menggunakan massa objek lain yang diketahui, dan sampai pada angka 5,9722 × 10²⁴ kg seperti yang kita kenal sekarang.

Namun, Schlamminger menekankan bahwa meskipun persamaan Newton dan neraca torsi merupakan alat penting, pengukuran yang didasarkan pada keduanya masih dipengaruhi oleh kesalahan manusia. Selama berabad-abad setelah percobaan Cavendish, berbagai ilmuwan mengukur G puluhan kali, setiap kali dengan hasil yang sedikit berbeda. Meskipun perbedaan ini sangat kecil, perbedaan tersebut cukup untuk mengubah perhitungan massa Bumi dan menyibukkan para ilmuwan yang berupaya mengukur angka tersebut.

Komentar (0)