Hvor tung er jorden?

[annonse_1]

Eksperter har brukt hundrevis av år på å estimere jordens masse, og selv nå er det fortsatt ingen enighet om det nøyaktige tallet.

Det er svært vanskelig å beregne jordens nøyaktige masse. Foto: Science Times — Det er svært vanskelig å beregne jordens nøyaktige masse. Foto: *Science Times*

Jorden inneholder alt fra solide bergarter og mineraler til millioner av levende organismer, og er også dekket av utallige naturlige og menneskeskapte strukturer. Derfor finnes det ikke noe presist svar på spørsmålet om hvor mye jorden veier. Jordens vekt avhenger av gravitasjonskraften som virker på den, noe som betyr at jorden kan veie billioner av kilo eller ingenting i det hele tatt, ifølge Live Science .

Ifølge NASA er jordens masse 5,9722 × 10²⁴ kg, som tilsvarer omtrent 13 kvadrillioner av Khafre-pyramider i Egypt (hver pyramide veier 4,8 milliarder kg). Jordens masse svinger litt på grunn av kosmisk støv og gasser som lekker fra atmosfæren, men disse små endringene påvirker ikke planeten på milliarder av år.

Fysikere over hele verden er imidlertid fortsatt uenige om dette tallet, og beregningsprosessen er ikke en enkel oppgave. Siden det er umulig å veie hele jorden på en vekt, må forskere bruke triangulering for å beregne massen.

Den første komponenten i målingen er Isaac Newtons universelle gravitasjonslov, ifølge Stephan Schlamminger, en metrolog ved National Institute of Standards and Technology (NIAST). Alt med masse har gravitasjon, som betyr at to objekter alltid utøver en kraft på hverandre. I følge Newtons universelle gravitasjonslov kan gravitasjonskraften mellom to objekter (F) bestemmes ved å multiplisere objektenes respektive masser (m₁ og m₂) med kvadratet av avstanden mellom deres sentre (r²), og deretter multiplisere med gravitasjonskonstanten (G), dvs. F = Gx((m₁xm₂)/r²).

Ved å bruke denne ligningen kunne forskere teoretisk sett måle jordens masse ved å måle planetens gravitasjonskraft på et objekt på overflaten. Men problemet var at ingen ennå hadde beregnet den nøyaktige verdien av G. I 1797 startet fysikeren Henry Cavendish Cavendish-eksperimentet. Ved å bruke et objekt kalt en torsjonsvekt, laget av to roterende stenger med blykule festet til seg, fant Cavendish gravitasjonskraften mellom dem ved å måle vinkelen på stengene, som endret seg etter hvert som den mindre kulen ble trukket av den større.

Cavendish kjente massene og avstandene mellom kulene, og beregnet G = 6,74 × 10⁻¹¹ m³ kg⁻¹ s⁻². For tiden definerer datakomiteen i Det internasjonale vitenskapsrådet G = 6,67430 × 10⁻¹¹ m³ kg⁻¹ s⁻², bare litt forskjellig fra Cavendishs opprinnelige tall. Senere brukte forskere G til å beregne jordens masse, ved å bruke de kjente massene til andre objekter, og kom frem til tallet 5,9722 × 10²⁴ kg slik vi kjenner det i dag.

Schlamminger understreker imidlertid at selv om Newtons ligninger og torsjonsbalansen var viktige verktøy, var målinger basert på dem fortsatt påvirket av menneskelige feil. I århundrer etter Cavendishs eksperiment målte forskjellige forskere G dusinvis av ganger, hver gang med litt forskjellige resultater. Selv om disse forskjellene var små, var de nok til å endre beregninger av jordens masse og oppta forskere som prøvde å måle tallet.

Kommentar (0)