Навряд чи ми колись знайдемо дуже точну відповідь на це питання, однак ніщо не заважає оцінити хоча б приблизну масу нашого дому. Подібно до того, як люди важать на Місяці набагато менше, ніж удома, Земля не має лише однієї ваги. Вага Землі залежить від гравітаційної сили, яка на неї діє, а це означає, що вона може важити трильйони кілограмів або взагалі нічого не важити, кажуть учені.
Дивіться також У який момент історії планети рівень моря був найвищим
Скільки важить Земля
Науковці намагалися визначити масу нашої рідної планети століттями. За офіційними даними, які наводяться сьогодні, число дорівнює 5,9722×1024 кілограмам, або близько 13,1 септильйона фунтів. Це дорівнює приблизно 13 квадрильйонам єгипетської піраміди Хафре, яка сама важить близько 4,8 мільярда кілограмів. При цьому маса Землі дещо коливається через додавання космічного пилу й газів, що витікають з нашої атмосфери, але це крихітні зміни не мають великого впливу протягом мільярдів років.
Однак фізики всього світу досі не можуть дійти згоди щодо десяткових знаків. Та й дістатися до цієї загальної цифри було непростим завданням. Оскільки неможливо покласти Землю на ваги, вченим довелося дізнаватися її масу за допомогою інших об'єктів, які можна виміряти.
Першим компонентом був закон всесвітнього тяжіння Ісаака Ньютона. Все, що має масу, також має силу тяжіння, тобто будь-які два об'єкти завжди матимуть певну силу між собою.
Використовуючи це рівняння, вчені могли б теоретично виміряти масу Землі, вимірявши силу гравітації планети на об'єкт на поверхні Землі. Але існувала проблема: ніхто не міг визначити число для G.
Крок другий
У 1797 році фізик Генрі Кавендіш розпочав те, що стало відомим як "експерименти Кавендіша". Використовуючи об'єкт під назвою "торсіонний баланс", що складався з двох обертових стрижнів з прикріпленими до них свинцевими кулями, Кавендіш знайшов величину гравітаційної сили між двома наборами, вимірявши кут на стрижнях, який змінювався, коли менші кулі притягувалися до більших. Його робота була дуже оригінальною і справила великий вплив на той час.
Знаючи масу і відстань між сферами, Кавендіш вирахував, що G = 6,74×10-11 м3 кг-1 с-2. Сьогодні Комітет з даних Міжнародної наукової ради називає число, що лише на кілька десяткових знаків відрізняється від початкового числа Кавендіша – 6,67430 х 10-11 м3 кг-1 с-2.
Відтоді вчені використовували G для обчислення маси Землі, застосовуючи інші об'єкти з відомою масою, і дійшли до відомого нам сьогодні числа 13,1 септильйона фунтів.
Хоча з часу експерименту Кавендіша минуло понад два століття, його метод торсіонних терезів використовується й сьогодні. Однак хоча рівняння Ньютона і торсіонні терези є важливими інструментами, все ж вимірювання, які вони дають, залишаються схильними до людської помилки. За століття, що минули з часів експериментів Кавендіша, різні вчені вимірювали G десятки разів, і кожен з них отримував дещо інший результат. Числа відрізняються лише на тисячні частки десяткових знаків, але цього достатньо, щоб змінити розрахунок маси Землі, й достатньо, щоб турбувати вчених, які її вимірюють.