専門家たちは何百年もの間、地球の質量を推定し続けてきたが、現在でも正確な数値についてはいまだに意見が一致していない。
地球の正確な質量を計算するのは非常に難しい。写真：サイエンス・タイムズ
地球には、固い岩石や鉱物から数百万もの生物まで、あらゆるものが含まれており、無数の自然構造物や人工構造物で覆われています。そのため、地球の重さを正確に表すことはできません。地球の重さは、地球に作用する重力によって決まるため、地球の重さは数兆キログラムにもなる可能性があり、あるいは全く重さがない可能性もあると、 Live Scienceは述べています。
NASAによると、地球の質量は5.9722 × 10²⁴ kgで、これはエジプトのカフラー王のピラミッド約13京個分に相当する（ピラミッド1基の重さは48億kg）。地球の質量は宇宙塵や大気から漏れ出すガスによってわずかに変動するが、こうした小さな変化は何十億年もの間、地球に影響を与えることはない。
しかし、世界中の物理学者の間ではこの数値について意見が分かれており、計算プロセスも容易ではありません。地球全体を秤で量ることは不可能なので、 科学者たちは三角測量を用いて地球の質量を計算する必要があるのです。
国立標準技術研究所（NIAST）の計測学者ステファン・シュラミンガー氏によると、測定の最初の要素はアイザック・ニュートンの万有引力の法則である。質量を持つものはすべて重力を持つため、2つの物体は常に互いに力を及ぼし合う。ニュートンの万有引力の法則によれば、2つの物体間の重力（F）は、それぞれの物体の質量（m₁とm₂）に中心間の距離の2乗（r²）を掛け、さらに万有引力定数（G）を掛けることで求められる。すなわち、F = Gx((m₁xm₂)/r²)となる。
この方程式を使えば、理論的には、科学者は地球の表面にある物体に対する地球の重力を測定することで、地球の質量を測定できるはずだった。しかし問題は、Gの正確な値がまだ誰も計算していなかったことだった。1797年、物理学者のヘンリー・キャベンディッシュはキャベンディッシュの実験を開始した。鉛の球を取り付けた2本の回転棒で構成されたねじり天秤と呼ばれる装置を使って、キャベンディッシュは、小さい方の球が大きな球に引っ張られるにつれて変化する棒の角度を測定することで、それらの間の重力を求めた。
キャベンディッシュは、球の質量と球間の距離を知って、G = 6.74 × 10⁻¹¹ m³ kg⁻¹ s⁻² を計算しました。現在、国際科学会議のデータ委員会は、G = 6.67430 × 10⁻¹¹ m³ kg⁻¹ s⁻² と定義しており、これはキャベンディッシュの元の数値とわずかに異なります。科学者たちは後に、他の物体の既知の質量を使用して、G を用いて地球の質量を計算し、今日知られている 5.9722 × 10²⁴ kg という数値にたどり着きました。
しかし、シュラミンガーは、ニュートンの法則とねじり天秤は重要なツールであったものの、それらに基づく測定には依然として人為的な誤差が伴うことを強調している。キャベンディッシュの実験後、数世紀にわたり、様々な科学者が重力加速度Gを数十回にわたって測定したが、その都度わずかに異なる結果が得られた。これらの差はごくわずかであったにもかかわらず、地球の質量の計算に影響を与え、その数値を測定しようとする科学者たちの関心を惹きつけるには十分であった。
アン・カン（ライブサイエンスによると）
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