Hvor tung er jorden?

Det tok eksperter hundrevis av år å anslå jordens masse, og den dag i dag er det ingen enighet om det nøyaktige tallet.

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 dekket av utallige naturlige og menneskeskapte strukturer. Derfor finnes det ikke noe eksakt svar på spørsmålet om hvor mye jorden veier. Jordens vekt avhenger av tyngdekraften som virker på den, noe som betyr at jorden kan veie billioner av kilo eller ingenting, ifølge Live Science .

Ifølge NASA er jordens masse 5,9722 × 10²4 kg, som tilsvarer omtrent 13 kvadrillioner egyptiske Khafre-pyramider (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 har imidlertid ikke blitt enige om tallet ovenfor, og beregningsprosessen er ikke en enkel oppgave. Siden det er umulig å plassere hele jorden på skalaen, må forskere bruke triangulering for å beregne massen.

Den første ingrediensen i måling er Isaac Newtons universelle gravitasjonslov, ifølge Stephan Schlamminger, en metrolog ved US National Institute of Standards and Technology. Alt med masse har en gravitasjonskraft, som betyr at to objekter alltid vil ha en kraft som virker på dem. I følge Newtons universelle gravitasjonslov kan gravitasjonskraften mellom to objekter (F) bestemmes ved å multiplisere de respektive massene til objektene (m₁ og m₂), dele på kvadratet av avstanden mellom deres sentre (r²), og deretter multiplisere med gravitasjonskonstanten (G), dvs. F = Gx((m₁xm₂)/r²).

Ved hjelp av 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 et nøyaktig tall for G. I 1797 startet fysikeren Henry Cavendish Cavendish-eksperimentet. Ved hjelp av et objekt kalt en torsjonsvekt, laget av to roterende stenger med blykuler festet til hverandre, fant Cavendish gravitasjonskraften mellom dem ved å måle vinkelen på stangen, som endret seg etter hvert som den mindre kulen ble tiltrukket av den større kulen.

Cavendish kjente massene og avstandene mellom kulene, og beregnet G = 6,74 × 10⁻⁴⁴ m³ kg–1 s–2. I dag bestemmer datakomiteen i Det internasjonale vitenskapsrådet G = 6,67430 x 10⁻⁴⁴ m³ kg–1 s–2, bare litt forskjellig fra Cavendishs opprinnelige tall. Forskerne brukte deretter G til å beregne jordens masse, ved å bruke de kjente massene til andre objekter, og kom opp med tallet vi kjenner i dag: 5,9722 × 10⁻⁴ kg.

Schlamminger understreker imidlertid at selv om Newtons ligninger og torsjonsbalansen er viktige verktøy, er målingene deres fortsatt utsatt for menneskelige feil. I århundrene siden Cavendishs eksperiment har forskjellige forskere målt G dusinvis av ganger, hver gang med litt forskjellige resultater. Selv om de er små, er forskjellene nok til å endre beregningen av jordens masse og forvirre forskere som prøver å måle den.

An Khang (ifølge Live Science )

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