我们之所以知道地球的质量,是两个科学家告诉我们的,一个是牛顿,另一个则是卡文迪许。牛顿发现了万有引力,并且提出了万有引力公式,即F=G(m1m2/r∧2)。
任何两个具有质量的物体之间都具有相互的引力作用,比如我们能够脚踏实地的站在大地上就是因为地球的引力作用,而这个引力的大小就是F,也就是9.8N/kg。m1和m2分别表示两个物体的质量,在上述的例子中,m1就是地球,而m2就是我们自己,至于r嘛,当然就是地球的半径了。
在万有引力公式之中,G代表万有引力常数,而在牛顿的时代,人们没有找到测定万有引力常数的方法,所以虽然有了万有引力公式,但还没有办法计算地球的质量,直到卡文迪许的出现。
卡文迪许发明了一种简单而有趣的实验装置,名为“扭秤”,这个实验装置的主体其实就是一根木棍、两个小球和一根细线,卡文迪许就是利用这样的一个装置精准地测出了万有引力常数为6.754x10∧-11。
知道了万有引力常数,利用万有引力公式很容易就能够计算出m1的质量的,也就是地球的质量,结果为5.965x10∧24千克,约为60万亿亿吨。
地球质量的确认带来了精确测量别的天体品质的根据。从地球的质量可算出地球上的均值密度约为5.52g/㎝。与此同时,地球质量也是精确测量大行星质量的单位,特殊符号为“M⊕”。
测算结果显示,地球的质量比原来指出的要轻得多。这种标值大大的超出物理学家们的预测。
历经耗时4年、斥资数十万美元的测算,华盛顿大学的物理学家默科维茨博士和贡德拉克专家教授说,地球的质量约为5.965×10^24kg,这种标值将在4月30日由美国物理学行业协会公布。
这二位物理学家说,他们对干扰每个星球的引力常数算出了到目前为止最准确的标值。虽然大家早就了解光的速度和音速,可是科学界始终无法处理引力常数。了解引力常数就能测算出星球的品质。
针对天文学家和物理学家们而言,这种提升具备特别重要的实际意义。英国伯明翰大学物理学家斯皮克博士说,这种标值“大大的超出科学家们的预测”。
我们全人类定居的地球上,是个特别巨大的圆球。第一位精确测量出地球质量的人到底是谁?他便是英国科学家亨利·卡文迪许(1731一1810)。1798年,他借助精妙实验操作,非接触测量出地球上很大的品质标值,被大家称为“第一位称地球上的人”。