Quanto pesa la Terra?

Gli esperti hanno impiegato centinaia di anni per stimare la massa della Terra, e ancora oggi non c'è consenso sulla cifra esatta.

È molto difficile calcolare la massa esatta della Terra. Foto: Science Times — È molto difficile calcolare la massa esatta della Terra. Foto: *Science Times*

La Terra contiene di tutto, dalle rocce solide e dai minerali a milioni di organismi viventi, ed è inoltre ricoperta da innumerevoli strutture naturali e artificiali. Pertanto, non esiste una risposta precisa alla domanda su quanto pesi la Terra. Il peso della Terra dipende dalla forza gravitazionale che agisce su di essa, il che significa che la Terra potrebbe pesare trilioni di chilogrammi o nulla, secondo Live Science .

Secondo la NASA, la massa della Terra è di 5,9722 × 10²⁴ kg, equivalente a circa 13 quadrilioni di piramidi di Chefren in Egitto (ciascuna piramide pesa 4,8 miliardi di kg). La massa terrestre fluttua leggermente a causa della polvere cosmica e dei gas che fuoriescono dall'atmosfera, ma queste piccole variazioni non influenzano il pianeta per miliardi di anni.

Tuttavia, i fisici di tutto il mondo sono ancora in disaccordo su questa cifra e il processo di calcolo non è affatto semplice. Poiché è impossibile pesare l'intera Terra su una bilancia, gli scienziati devono ricorrere alla triangolazione per calcolarne la massa.

Il primo elemento da considerare nella misurazione è la legge di gravitazione universale di Isaac Newton, secondo Stephan Schlamminger, metrologo del National Institute of Standards and Technology (NIAST). Ogni oggetto dotato di massa è soggetto a gravità, il che significa che due oggetti qualsiasi esercitano sempre una forza l'uno sull'altro. Secondo la legge di gravitazione universale di Newton, la forza gravitazionale tra due oggetti (F) può essere determinata moltiplicando le rispettive masse degli oggetti (m₁ e m₂) per il quadrato della distanza tra i loro centri (r²) e poi moltiplicando il risultato per la costante gravitazionale (G), ovvero F = G x ((m₁ x m₂) / r²).

In teoria, utilizzando questa equazione, gli scienziati potrebbero misurare la massa della Terra misurando l'attrazione gravitazionale del pianeta su un oggetto posto sulla sua superficie. Il problema, però, era che nessuno aveva ancora calcolato il valore esatto di G. Nel 1797, il fisico Henry Cavendish diede inizio all'esperimento di Cavendish. Utilizzando una bilancia di torsione, composta da due aste rotanti con sfere di piombo attaccate, Cavendish trovò la forza gravitazionale tra di esse misurando l'angolo formato dalle aste, che variava man mano che la sfera più piccola veniva attratta da quella più grande.

Conoscendo le masse e le distanze tra le sfere, Cavendish calcolò G = 6,74 × 10⁻¹¹ m³ kg⁻¹ s⁻². Attualmente, il Comitato Dati del Consiglio Internazionale per la Scienza definisce G = 6,67430 × 10⁻¹¹ m³ kg⁻¹ s⁻², un valore solo leggermente diverso da quello originale di Cavendish. Gli scienziati in seguito usarono G per calcolare la massa della Terra, utilizzando le masse note di altri oggetti, e giunsero al valore di 5,9722 × 10²⁴ kg che conosciamo oggi.

Tuttavia, Schlamminger sottolinea che, sebbene le equazioni di Newton e la bilancia di torsione fossero strumenti importanti, le misurazioni basate su di esse erano comunque soggette all'errore umano. Per secoli dopo l'esperimento di Cavendish, diversi scienziati hanno misurato G decine di volte, ottenendo ogni volta risultati leggermente diversi. Anche se queste differenze erano minime, erano sufficienti a modificare i calcoli della massa terrestre e a preoccupare gli scienziati che cercavano di misurarne il valore.

An Khang (secondo Live Science )

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