Berapa berat Bumi?

Pakar mengambil masa ratusan tahun untuk menganggarkan jisim Bumi dan sehingga hari ini tiada konsensus mengenai angka yang tepat.

Sangat sukar untuk mengira jisim Bumi yang tepat. Foto: Science Times — Sangat sukar untuk mengira jisim Bumi yang tepat. Foto: *Science Times*

Bumi mengandungi segala-galanya daripada batuan pepejal dan mineral kepada berjuta-juta organisma hidup, dan diliputi dalam struktur semula jadi dan buatan manusia yang tidak terkira banyaknya. Akibatnya, tiada jawapan yang tepat kepada persoalan berapa berat Bumi. Berat Bumi bergantung pada daya graviti yang bertindak ke atasnya, bermakna ia boleh menimbang trilion kilogram atau tiada apa-apa, menurut Live Science .

Menurut NASA, jisim Bumi ialah 5.9722×10 hingga 24 kg, yang bersamaan dengan kira-kira 13 kuadrilion piramid Mesir Khafre (setiap piramid mempunyai berat 4.8 bilion kg). Jisim Bumi turun naik sedikit disebabkan oleh habuk kosmik dan gas yang bocor dari atmosfera, tetapi perubahan kecil ini tidak menjejaskan planet ini selama berbilion tahun.

Walau bagaimanapun, ahli fizik di seluruh dunia masih belum bersetuju dengan angka di atas dan proses pengiraan bukanlah satu tugas yang mudah. Kerana mustahil untuk meletakkan seluruh Bumi pada skala, saintis perlu menggunakan triangulasi untuk mengira jisimnya.

Bahan pertama dalam pengukuran ialah hukum graviti universal Isaac Newton, menurut Stephan Schlamminger, ahli metrologi di Institut Piawaian dan Teknologi Kebangsaan. Apa-apa yang mempunyai jisim mempunyai daya graviti, bermakna mana-mana dua objek akan sentiasa mengenakan daya antara satu sama lain. Menurut hukum graviti sejagat Newton, daya graviti antara dua objek (F) boleh ditentukan dengan mendarabkan jisim masing-masing objek (m₁ dan m₂), membahagikannya dengan kuasa dua jarak antara pusatnya (r²), dan kemudian mendarab dengan pemalar graviti (G), iaitu F = Gxr₂) .

Dengan menggunakan persamaan ini, saintis secara teori boleh mengukur jisim Bumi dengan mengukur tarikan graviti planet pada objek di permukaannya. Tetapi masalahnya ialah tiada siapa yang mengira nombor tepat untuk G. Pada tahun 1797, ahli fizik Henry Cavendish memulakan eksperimen Cavendish. Menggunakan objek yang dipanggil neraca kilasan, yang terdiri daripada dua rod berputar dengan bola plumbum dilekatkan, Cavendish menemui daya graviti di antara mereka dengan mengukur sudut pada rod yang berubah apabila bola yang lebih kecil tertarik kepada bola yang lebih besar.

Mengetahui jisim dan jarak antara sfera, Cavendish mengira G = 6.74×10−11 m3 kg–1 s–2. Hari ini, Jawatankuasa Data Majlis Sains Antarabangsa menentukan G = 6.67430 x 10−11 m3 kg–1 s–2, hanya berbeza sedikit daripada angka asal Cavendish. Para saintis kemudian menggunakan G untuk mengira jisim Bumi, menggunakan jisim objek lain yang diketahui, dan memperoleh angka yang kita kenal hari ini sebagai 5.9722×10−24 kg.

Walau bagaimanapun, Schlamminger menekankan bahawa walaupun persamaan Newton dan imbangan kilasan adalah alat penting, pengukurannya masih terdedah kepada kesilapan manusia. Dalam abad sejak percubaan Cavendish, saintis yang berbeza telah mengukur G berpuluh-puluh kali, setiap kali dengan keputusan yang sedikit berbeza. Walaupun perbezaannya kecil, ia sudah cukup untuk mengubah pengiraan jisim Bumi dan mengelirukan saintis yang cuba mengukur nombor itu.

Komen (0)