این عدد وزن زمین است!

یکی از سوال‌های بامزه علمی که ذهن بسیاری از افراد را به خود مشغول کرده‌است، این است که «زمین چند کیلوگرم است؟» و جالب است بدانید که دانشمندان این پرسش را بدون پاسخ نگذاشته‌اند.

با این حال بهتر است پرسیده شود «جرم سیاره زمین چقدر است؟» پاسخ سریع به آن تقریباً ۶،۰۰۰،۰۰۰،۰۰۰،۰۰۰،۰۰۰،۰۰۰،۰۰۰ (۶×۱۰ به توان ۲۴) کیلوگرم است.

چگونه دانشمندان به این جواب رسیدند؟

سوال فرعی جالب این است که "چگونه دانشمندان به این جواب رسیدند؟ " قطعا این طور نیست که سیاره هر روز صبح قبل از دوش گرفتن، پا روی ترازو بگذارد و اندازه گیری وزن سیاره از جاذبه گرانشی که زمین برای اجرام نزدیک خود دارد به دست می‌آید.

هر دو جرم برای یکدیگر جاذبه گرانشی دارند؛ اگر دو توپ بولینگ را در نزدیکی یکدیگر قرار دهید، آن‌ها به صورت گرانشی یکدیگر را جذب می‌کنند. جاذبه بسیار ناچیز است، اما اگر ابزار‌های شما به اندازه کافی حساس هستند، می‌توانید جاذبه گرانشی دو توپ بولینگ روی یکدیگر را اندازه گیری کنید.

از این اندازه گیری، می‌توانید جرم دو جسم را تعیین کنید. همین امر در مورد دو توپ گلف نیز صدق می‌کند، اما جاذبه حتی ناچیزتر است، زیرا مقدار نیروی گرانش به جرم اجسام بستگی دارد.

نیوتن نشان داد که برای اجسام کروی، می‌توان این فرض ساده‌کننده را ایجاد کرد که تمام جرم جسم در مرکز کره متمرکز است. این معادله جاذبه گرانشی دو جسم کروی بر روی یکدیگر را بیان می‌کند: F = G (M ۱*M ۲/R ۲)

فرض کنید زمین یکی از جرم‌ها (M ۱) و کره ۱ کیلوگرمی دیگری (M ۲) است. نیروی بین آن‌ها ۹.۸ کیلوگرم * متر بر ثانیه است، ما می‌توانیم این نیرو را با انداختن کره ۱ کیلوگرمی و اندازه گیری شتابی که میدان گرانشی زمین به آن اعمال می‌کند (۹.۸ متر بر ثانیه) محاسبه کنیم.

شعاع زمین ۶۴۰۰۰۰۰ متر (۶۹۹۹۱۲۵ یارد) است. اگر همه این مقادیر را حل کنید و M ۱ را به دست آورید، متوجه می‌شوید که جرم زمین ۶،۰۰۰،۰۰۰،۰۰۰،۰۰۰،۰۰۰،۰۰۰،۰۰۰،۰۰۰ کیلوگرم (۶×۱۰۲۴ کیلوگرم یا ۱.۳×۱۰۲۵ پوند) است.

بهتر است که درباره جرم بپرسیم تا وزن، زیرا وزن نیرویی است که برای تعیین آن به میدان گرانشی نیاز دارد. می‌توانید یک توپ بولینگ بردارید و آن را روی زمین و روی ماه وزن کنید. وزن ماه یک ششم وزن زمین خواهد بود، اما مقدار جرم در هر دو مکان یکسان است.

برای وزن کردن زمین، باید بدانیم که وزن را در میدان گرانشی کدام جسم می‌خواهیم محاسبه کنیم. از طرف دیگر جرم زمین یک عدد ثابت است.

منبع: خبرآنلاین