1797-ben két fémgolyóval mérték meg a Föld tömegét
A 18. század végén egy látszólag egyszerű kísérlet forradalmasította a fizikát: Henry Cavendish két apró fémgolyó segítségével elsőként mérte meg a Föld tömegét – és közben a gravitációs állandót is meghatározta.
A Föld tömegének meghatározása évszázadokig megoldhatatlan feladatnak tűnt. Newton ugyan már 1687-ben megfogalmazta az egyetemes tömegvonzás törvényét, amely szerint a testek vonzzák egymást a tömegük és a távolságuk függvényében, ám a képletből hiányzott egy lényeges elem: a gravitációs állandó, a G értéke. Enélkül pedig a Föld tömege kiszámíthatatlan maradt.
A 18. század második felében több kísérlet is született a probléma megoldására. A Royal Society 1772-ben létrehozta az úgynevezett Committee of Attraction testületet, amely a Föld átlagos sűrűségét próbálta meghatározni. A korszak egyik különleges vállalkozása a skóciai Schiehallion-hegy közelében zajlott: a kutatók azt vizsgálták, hogyan téríti el a hegy tömege a közelében lengő ingákat. A módszer durva becslést ugyan adott, de pontos értéket nem.
A döntő áttöréshez egy jóval finomabb mérőeszközre volt szükség. Ezt a berendezést eredetileg John Michell tervezte, ám a tudós meghalt, mielőtt be tudta volna fejezni a kutatást. Végül Henry Cavendish vállalta a kísérlet elvégzését, Michell érzékeny torziós mérlegével – Cavendish a két nagyobb és két kisebb fémgömb között fellépő rendkívül gyenge vonzóerőt mérte meg. A gömbök tömege és egymástól mért távolsága ismert volt, így a fizikus ki tudta számítani a gravitációs állandót, írja az IFLScience.
Miután a G értéke ismertté vált, a Föld tömegét már könnyen meghatározta a gravitációs képlet segítségével: az eredmény hozzávetőleg 5,97 × 10²⁴ kilogramm lett. Ez volt bolygónk tömegének első pontos becslése, amely egyúttal a Naprendszer sok más égitestének tömegét is kiszámíthatóvá tette.
Olvasd el ezt is!