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地球如此巨大,科學家是怎麼計算地球的重量的?看完為科學家的智慧點贊

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自從人類知道自己生活的地球是一個懸浮在宇宙空間的一個球體時,就很想知道地球到底有多重。這不是為了獵奇,而是有著很大的實際用途的。比如我們現在發射軌道衛星,就需要計算衛星運動的軌道參數,而這個參數計算,就需要用到地球的重量,發射繞其他行星,比如月亮的衛星,同樣也需要知道地球和月球的重量。那麼,地球如此大,又造不出這麼大的體重測量器,該怎麼計算地球的重量呢?

這個問題在近代自然科學誕生後,就困擾了許多科學家,尤其在牛頓發現了萬有引力定律後,為如何測算地球的重量打開了一扇窗,使得地球重量的測量有了可能。但這其中有一個難關還沒有攻克,那就是萬有引力常數的確定。如果這個常數沒有被確定,就無法進行深入計算。

牛頓雖然發現了萬有引力定律,但他卻沒有給出計算萬有引力常數的公式,所以,地球重量也只有一個公式可以表示,具體重量是多少,卻不得而知。

英國大科學家開文迪許也被這個問題所苦惱,他知道要得知地球的重量,就必須知道萬有引力常數。但是,萬有引力常數太難測算了。在當時的條件下,沒有精確的條件娶測量萬有引力常數,也急速無法消除誤差。因為,即便是在實驗室的環境下,把兩個一公斤重的鋁球放在一起,它們之間的萬有引力常數只有百萬分之一克,而且中間只有灰塵飄過,萬有引力常數就會出現誤差。

如此苛刻的條件,讓開文迪許很苦惱。有一天,他在外面散步時,偶然看到幾個小孩拿著小鏡子,對著太陽光玩反射遊戲。光圈在牆壁上的影子隨著小孩的手移動而移動,這讓他茅塞頓開,立刻把這個思路引入到了實驗中。

他先製造了一個形似啞鈴的裝置,並把它懸掛在細絲上,然後在「啞鈴」的兩端相隔一定距離,各放一個測出重量的大球,再在懸掛的石英絲上掛一面小鏡子,測量移動的距離,然後再測量它們之間的吸引力,計算得出引力常數,求出地球的平均密度為5.5克/厘米 ,然後根據地球圓周長、直徑等參數計算出地球的體積為10830 億立方公里。

密度和體積之積便是地球的重量,結果是66萬億億噸。這和當前得出的地球的重量相差無幾。

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