Experimentul Cavendish: În 1797, un om a cântărit Pământul folosind două mici sfere de metal

Dacă cineva ți-ar cere să cântărești planeta și nu ai fi fost prea atent la orele de fizică din liceu, probabil nici nu ai ști de unde să începi. Cum măsori un obiect pe suprafața căruia stai? E ca și cum ai fi pus să cântărești propriul cântar fără să ai un alt cântar de referință. Dacă te simți pierdut, nu te îngrijora. A durat până în 1687 să ne dăm seama cum să „cântărim” (de fapt, să măsurăm masa) Pământul, iar calculul efectiv a fost posibil abia în 1798. În ce a constat Experimentul Cavendish?

La sfârșitul anilor 1600, Newton a formulat legea atracției universale: fiecare particulă atrage orice altă particulă din univers cu o forță (F) determinată de masele lor (M) și de pătratul distanței dintre centrele celor două corpuri (R). Pentru cei pasionați de matematică, formula este: F = G(M1 × M2 / D²).

• Cea mai veche peșteră din lume exista cu mult timp înaintea dinozaurilor
• Cele mai goale locuri din Univers ar putea avea o influență neașteptată

După cum arată formula, dacă știi masa unuia dintre obiecte (și toate celelalte date din ecuație), poți afla masa celui de-al doilea. Dacă obiectul cunoscut ai fi chiar tu (sau ai folosi o greutate cunoscută pentru simplitate), ai putea calcula masa Pământului, având în vedere că știm aproximativ cât de departe suntem de centrul planetei. Problema era că, pe vremea lui Newton, nu cunoșteam valoarea constantei G, ceea ce făcea imposibil calculul, notează IFL Science.

O poveste cu gravitație

Newton credea că nu se poate măsura forța gravitațională pentru obiecte mai mici decât planetele și lunile. Totuși, acest lucru nu era adevărat. Cunoașterea masei și a densității Pământului le-ar fi fost extrem de utilă astronomilor, pentru a putea determina masa și densitatea altor corpuri din Sistemul Solar și, pe lângă asta, pur și simplu era o informație fascinantă. În 1772, Royal Society a înființat „Comitetul de Atracție” pentru a rezolva problema.

Au existat încercări de a măsura densitatea medie a Pământului folosind un munte din Scoția. Echipa a demonstrat că masa muntelui Schiehallion atrăgea ușor pendulele înspre el. Măsurând deviația pendulului și cartografiind muntele, au reușit să estimeze grosso-modo densitatea Terrei. În 1797, însă, s-a obținut în sfârșit valoarea lui G, ceea ce a permis calcularea masei Pământului. Geologul și reverendul John Michell lucrase la experiment, dar nu l-a putut finaliza deoarece a decedat. Sarcina i-a revenit lui Henry Cavendish, care a folosit aparatura lui Michell pentru a realiza Experimentul Cavendish.

Ce rezultat a produs Experimentul Cavendish?

Folosind un dispozitiv relativ simplu (după cum puteți vedea în acest videoclip), Cavendish a putut măsura forța dintre două sfere metalice aflate la o distanță cunoscută. Forța gravitațională exercitată de Pământ asupra sferei mai mici se putea afla cântărind-o, iar densitatea sferelor era de asemenea cunoscută.

Comparând raportul dintre cele două forțe, s-a putut determina masa Pământului: aproximativ 5.974.000.000.000.000.000.000.000 kilograme.

Vă recomandăm să citiți și:

Dârele misterioase de pe Marte ar putea fi, în sfârșit, explicate

Test de cultură generală. Ce este constanta lui Planck?

O gaură neagră supermasivă a dat fiori astronomilor cu o erupție fără precedent

Oamenii de știință au rezolvat misterul vechi de 70 de ani al „căldurii imposibile” a Soarelui