Berapakah berat Bumi?

Pakar telah menghabiskan beratus-ratus tahun untuk menganggarkan jisim Bumi, dan sehingga kini, masih tiada kata sepakat tentang angka yang tepat.

Amat sukar untuk mengira jisim Bumi yang tepat. Foto: Science Times

Bumi mengandungi segala-galanya daripada batuan dan mineral pepejal hinggalah berjuta-juta organisma hidup, dan juga diliputi oleh struktur semula jadi dan buatan manusia yang tidak terkira banyaknya. Oleh itu, tiada jawapan yang tepat kepada persoalan berapa berat Bumi. Berat Bumi bergantung pada daya graviti yang bertindak ke atasnya, yang bermaksud Bumi boleh menimbang bertrilion kilogram atau langsung tidak menimbang apa-apa, menurut Live Science .

Menurut NASA, jisim Bumi ialah 5.9722 × 10²⁴ kg, bersamaan dengan kira-kira 13 kuadrilion piramid Khafre di Mesir (setiap piramid seberat 4.8 bilion kg). Jisim Bumi sedikit berubah-ubah disebabkan oleh habuk dan gas kosmik yang bocor dari atmosfera, tetapi perubahan kecil ini tidak menjejaskan planet ini selama berbilion tahun.

Walau bagaimanapun, ahli fizik di seluruh dunia masih tidak bersetuju tentang angka ini, dan proses pengiraannya bukanlah tugas yang mudah. ​​Memandangkan mustahil untuk menimbang seluruh Bumi pada penimbang, saintis perlu menggunakan triangulasi untuk mengira jisimnya.

Komponen pertama dalam pengukuran ialah hukum graviti universal Isaac Newton, menurut Stephan Schlamminger, seorang ahli metrologi di Institut Piawaian dan Teknologi Kebangsaan (NIAST). Setiap benda yang berjisim mempunyai graviti, bermakna mana-mana dua objek sentiasa mengenakan daya ke atas satu sama lain. Menurut hukum graviti universal Newton, daya graviti antara dua objek (F) boleh ditentukan dengan mendarabkan jisim masing-masing objek (m₁ dan m₂) dengan kuasa dua jarak antara pusatnya (r²), dan kemudian mendarabkan dengan pemalar graviti (G), iaitu, F = Gx((m₁xm₂)/r²).

Dengan menggunakan persamaan ini, secara teorinya, saintis boleh mengukur jisim Bumi dengan mengukur tarikan graviti planet pada objek di permukaannya. Tetapi masalahnya ialah tiada siapa yang mengira nilai G yang tepat. Pada tahun 1797, ahli fizik Henry Cavendish memulakan eksperimen Cavendish. Menggunakan objek yang dipanggil neraca kilasan, yang diperbuat daripada dua rod berputar dengan sfera plumbum yang dipasang, Cavendish menemui daya graviti di antara mereka dengan mengukur sudut pada rod, yang berubah apabila sfera yang lebih kecil ditarik oleh sfera yang lebih besar.

Mengetahui jisim dan jarak antara sfera, Cavendish mengira G = 6.74 × 10⁻¹¹ m³ kg⁻¹ s⁻². Pada masa ini, Jawatankuasa Data Majlis Sains Antarabangsa mentakrifkan G = 6.67430 × 10⁻¹¹ m³ kg⁻¹ s⁻², hanya sedikit berbeza daripada angka asal Cavendish. Saintis kemudiannya menggunakan G untuk mengira jisim Bumi, menggunakan jisim objek lain yang diketahui, dan mencapai angka 5.9722 × 10²⁴ kg seperti yang kita ketahui hari ini.

Walau bagaimanapun, Schlamminger menekankan bahawa walaupun persamaan Newton dan keseimbangan kilasan merupakan alat yang penting, pengukuran berdasarkannya masih terjejas oleh ralat manusia. Selama berabad-abad selepas eksperimen Cavendish, pelbagai saintis mengukur G berpuluh-puluh kali, setiap kali dengan hasil yang sedikit berbeza. Walaupun perbezaan ini kecil, ia cukup untuk mengubah pengiraan jisim Bumi dan menyibukkan saintis yang ingin mengukur nombor tersebut.

An Khang (Menurut Live Science )

Pautan sumber: https://vnexpress.net/trai-dat-nang-toi-muc-nao-4728864.html