W 1797 roku Henry Cavendish użył dwóch małych metalowych kulek do zważenia całej Ziemi

Gdyby ktoś poprosił cię o zważenie planety – zakładając, że nie zwracałeś zbytniej uwagi na fizyce w szkole średniej – możesz nie wiedzieć, od czego zacząć. Jak ważysz przedmiot, na którym stoisz? To tak, jakbyś został poproszony o zważenie na własnej wadze bez użycia drugiej wagi.

Jeśli walczysz, nie rozpaczaj. Ustalenie, jak zważyć (no, zmierzyć masę) Ziemi zajęło aż do 1687 roku, a nawet wtedy nie mogliśmy tego obliczyć aż do 1798 roku.

Pod koniec XVII wieku Newton zaproponował uniwersalność Prawo przyciągania: że każda cząstka przyciąga każdą inną cząstkę we wszechświecie z siłą (F) określoną przez jej masę (M) i kwadrat odległości między środkami ciał (R). Entuzjaści matematyki mogą woleć wyrazić to jako: F = G (M1xM2 / D²)

Jak możesz wywnioskować z matematyki, jeśli masz masę elementu (i wszystkie inne informacje w równaniu), możesz obliczyć jego masę Drugi obiekt. Powiedzmy, że byłeś jedną ze znanych mas (lub użyłeś pewnej wagi, aby to ułatwić): możesz obliczyć wagę Ziemi, ponieważ wiemy z grubsza, jak daleko jesteśmy od środka Ziemi. Problem polegał na tym, że w czasach Newtona nie mieliśmy wartości dla G, co to uniemożliwiało.

Newton uważał, że pomiar siły grawitacji obiektu nie jest możliwy dla ciał mniejszych niż Planety i księżyce. Tak jednak nie było. Znajomość masy i gęstości Ziemi byłaby niezwykle przydatna dla astronomów, ponieważ pomogłaby im obliczyć masę i gęstość innych ciał w Układzie Słonecznym, a ponadto samo w sobie byłoby interesujące. W 1772 roku Towarzystwo Królewskie powołało „Komitet przyciągania”, aby się tego dowiedzieć.

Podjęto próby zmierzenia średniej gęstości Ziemi na podstawie góry w Szkocji. Zespół wykazał, że masywna masa Schiehalliona przyciąga do siebie wahadła. Mierząc ruch wahadła i badając górę, byli w stanie obliczyć przybliżoną gęstość Ziemi.

Ale w 1797 roku w końcu otrzymaliśmy wartość G, która pozwoliła nam obliczyć masę Ziemi. Geolog ksiądz John Michell pracował nad tym problemem, ale nie mógł go ukończyć z powodu swojej śmierci. Zamiast tego, przeprowadzenie eksperymentu należało do naukowca Henry’ego Cavendisha, używającego sprzętu Michelle.

Dzięki stosunkowo prostej konfiguracji (patrz powyżej film z YouTube z MrLundScience) Cavendish był w stanie zmierzyć siłę między dwiema metalowymi kulami oddalonymi o znaną odległość. Siłę grawitacji wywieraną na mniejszą kulę można zmierzyć jej ciężarem, a gęstość kul jest również znana.

Patrząc na stosunek między tymi dwiema siłami, masa Ziemi ujawniła 5 974 000 000 000 000 000 000 000 kilogramy (13 170 000 000 000 000 000 000 000 funtów), jeśli jesteś zainteresowany.