在3个世纪前地球质量是如何被测算出来的?

在三个世纪前,地球质量是如何被测算出来的?自从牛顿提出万有引力定律之后,便意识到只要知晓引力常数,再结合当时已知的重力、加速度和地球半径数据,就可以精确测得地球质量,然而引力常数的测定却是个大难题,使得此后的一百一十一年间,无数科学家绞尽脑汁,但都以失败告终。

直到一七九七年,英国物理和化学双修的科学家亨利卡文迪许通过一项巧妙的实验,成功攻克了这个难题,这就是著名的卡文迪许扭秤实验,他将两颗小铅球分别固定在一根木杆的两侧,并使用一根石英丝将木杆悬挂起来,然后将两颗大铅球分别固定在两颗小铅球旁边。

根据牛顿定律,铅球之间因为相互的引力作用会导致小铅球发生偏移,带动木杆和石英丝旋转。当旋转到一定角度,便会因为石英丝转动扭矩的反作用力而停止住,这时卡文迪许就可以通过扭秤转动的角度,结合石英丝扭矩、力矩大小、铅球的重量的数据,得出引力常数。

然而由于铅球之间的引力太过微弱,根本无法达到观测要求,于是卡文迪许又想到了一个绝妙的方法,他在扭车上安装了一个可以跟随转动的反光镜,正所谓失之毫厘,差之千里,只要光线反射得足够远,即便扭秤极其微弱的转动,反射光也会在远处发生明显的偏移,从而解决了观测难题。

最终卡文迪许通过该实验成功得到了引力常数的确切数值,并将引力常数套入万有引力公式,便精确测算出了地球的质量五点九六五乘以十的二十四次方千克,也就是我们现在所说的六十万亿亿吨。返回搜狐,查看更多