Planeta noastră deține totul, de la roci dure și minerale până la milioane de specii de viețuitoare și este acoperită de nenumărate structuri naturale și create de om.
Deci cât cântăresc toate astea? Nu există un singur răspuns la această întrebare. La fel cum oamenii cântăresc mult mai puțin pe lună decât noi acasă, Pământ nu are o singură greutate. Greutatea Pământului depinde de forța gravitațională care trage asupra lui, ceea ce înseamnă că ar putea cântări trilioane de lire sterline sau deloc.
Ceea ce oamenii de știință au petrecut secole determinând, totuși, este masa Pământului, care este rezistența acestuia la mișcare împotriva unei forțe aplicate. Conform NASA, masa Pământului este de 5,9722×1024 kilograme, sau aproximativ 13,1 septilioane de lire sterline. Aceasta echivalează cu aproximativ 13 cvadrilioane din Egiptul piramida lui Khafre, care în sine cântărește în jur de 10 miliarde de lire sterline (4,8 miliarde de kilograme). Masa Pământului fluctuează ușor datorită adăugării de praf spațial și scurgeri de gaze din atmosfera noastrădar aceste mici schimbări nu vor afecta Pământul timp de miliarde de ani.
Fizicienii din întreaga lume încă nu sunt de acord cu privire la zecimale, iar a ajunge la acest total mare nu a fost o sarcină ușoară. Deoarece este imposibil să pui Pământul la o scară, oamenii de știință au fost nevoiți să-i trianguleze masa folosind alte obiecte măsurabile.
Legate de: De unde știm cât de vechi este Pământul?
Prima componentă a fost legea gravitației universale a lui Isaac Newton, Stephan Schlamminger, un metrolog la Institutul Național de Standarde și Tehnologie din SUA, a declarat pentru Live Science. Tot ceea ce are masă are și o forță gravitațională, adică oricare două obiecte vor avea întotdeauna o anumită forță între ele.
Legea gravitației universale a lui Newton spune că forța gravitațională dintre două obiecte (F) poate fi determinată prin înmulțirea maselor respective ale obiectelor (m₁ și m₂), împărțind la distanța dintre centrele obiectelor la pătrat (r²), apoi înmulțind acel număr cu constanta gravitațională (G), cunoscută și sub numele de puterea intrinsecă a gravitatiesau F=G((m₁*m2)/r²).
Folosind această ecuație, oamenii de știință ar fi putut măsura teoretic masa Pământului prin măsurarea forței gravitaționale a planetei asupra unui obiect de pe suprafața Pământului. Dar a fost o problemă: nimeni nu și-a putut da seama de un număr pentru G.
Apoi, în 1797, fizicianul Henry Cavendish a început ceea ce a devenit cunoscut sub numele de „experimentele Cavendish”. Folosind un obiect numit balanță de torsiune, alcătuit din două tije rotative cu sfere de plumb atașate de ele, Cavendish a găsit cantitatea de forță gravitațională dintre cele două seturi prin măsurarea unghiului pe tijecare s-a schimbat pe măsură ce sferele mai mici erau atrase de cele mai mari.
„Lucrarea lui a fost foarte originală și a avut un impact mare la acea vreme.” John Westun fiziolog de la Universitatea din California, San Diego, a declarat pentru Live Science.
Cunoscând masa și distanța dintre sfere, Cavendish a calculat asta G = 6,74×10−11 m3 kg–1 s−2. Comitetul pentru date al Consiliului Științific Internațional îl listează în prezent pe G ca 6,67430 x 10-11 m3 kg-1 s-2, la doar câteva zecimale distanță de numărul inițial al lui Cavendish. De atunci, oamenii de știință au folosit G pentru a calcula masa Pământului folosind alte obiecte de masă cunoscută și au ajuns la numărul de 13,1 septilioane de lire sterline pe care îl cunoaștem astăzi.
Deși au trecut mai bine de două secole de la experimentul lui Cavendish, metoda sa de echilibru de torsiune este folosită și astăzi, a spus West. Cu toate acestea, Schlamminger a subliniat că, deși ecuația lui Newton și balanța de torsiune sunt instrumente importante, măsurătorile pe care le furnizează rămân supuse erorii umane. În secolele de după experimentele lui Cavendish, diferiți oameni de știință au măsurat G de zeci de ori și fiecare a venit cu un rezultat ușor diferit. Numerele variază doar cu miimi de zecimale, dar este suficient pentru a schimba calculul pentru masa Pământului și suficient pentru a deranja oamenii de știință care o măsoară.
„Pentru noi, este această hârtie tăiată în piele pe care trebuie să o reparăm”, a spus Schlamminger.
În ciuda frustrărilor din jurul lui G, Schlamminger nu crede că discrepanța în acest număr este neapărat rea.
„Uneori, pe crăpăturile pe care ni le oferă universul, putem aplica pârghia și obținem mai multe înțelegeri științifice”, a spus el. „Acesta poate fi o fisură pe care ne-o oferă universul și nu vrem să lăsăm această oportunitate să treacă.”