Что значит «взвесить землю»? Даже если бы мы могли взвесить земной шар, необходимо было бы решить, где разместить весы. Обычно, когда мы говорим о весе предмета, мы имеем в виду силу, с которой земля притягивает предмет к своему центру. Тем не менее, сама земля не может упасть на себя, поэтому идея взвешивания земного шара может показаться бессмысленной, пока не определено, что мы подразумеваем под этими словами.
Смысл понятия "вес земли" может быть представлен только таким образом: можно представить себе, что из земли вырезают куб высотой в один метр, взвешивают его, записывают вес и возвращают на прежнее место. Затем вырезают соседний кубический метр и взвешивают его. Продолжая этот процесс с каждым кубическим метром земли, мы можем взвесить все вещество, составляющее земной шар. Если сложить вес каждого кубического метра, мы получим общий вес земли. Таким образом мы можем взвесить землю!
Разумеется, взвесить землю таким путем невозможно. Даже если мы смогли бы перекопать всю поверхность планеты, мы не в силах добраться до ее недр — длина самой глубокой скважины составляет 12,2 километров, — а ведь до центра земного шара свыше 6 000 километров... Значит ли это, что реально измерить вес земли невозможно? Оказывается, существует косвенный путь для определения веса земного шара, и ученые уже достигли полного успеха в этой области. Идея заключается в том, что вес вещи определяется силой, с которой она притягивается к земле. Например, один кубический сантиметр воды притягивается землёй с силой одного грамма (ведь он весит один грамм). Если взять кубический метр воды, то он будет притягиваться землёй в миллион раз сильнее и его вес составит одну тонну. Однако, притяжение также зависит от количества материи в земле, и если бы Земля содержала в миллион раз больше вещества, то один грамм бы весил на ней целую тонну. А если вещества будет меньше, то вес будет пропорционально меньше.
Итак, косвенный путь состоял в следующем. Они создали как бы крошечную землю, которую использовали для измерения силы, с которой она притягивает к себе 1 грамм вещества. Чтобы это сделать, они использовали очень чувствительные и точные весы. Чтобы снова уравновесить весы, нужно было на другую чашку положить небольшой добавочный грузик. Именно этот добавочный грузик измерял ту силу, с которой большой шар притягивает к себе маленький.
Теперь мы можем узнать, во сколько раз сила притяжения земного шара больше, чем сила притяжения свинцового шара. Однако, это еще не означает, что Земля во столько же раз тяжелее свинцового шара. Необходимо учесть, что подвешенный шарик отстоит от центра Земли на 6 400 километров, тогда как от центра свинцового шара всего несколько сантиметров. Ученым известно, как ослабевает сила взаимного притяжения с увеличением расстояния, поэтому они учли это влияние и определили, во сколько именно раз земля заключает в себе больше килограммов вещества, чем свинцовый шар. А именно, что земля весит примерно
6 000 000 000 000 000 000 000 тонн. Если бы мы взвешивали такую массу на весах и каждую секунду клали на чашку миллион тонн, безостановочно, день и ночь, то нам потребовалось бы двести миллионов лет!
Невероятной кажется нам научная изобретательность человека, который смог измерить огромный вес нашей планеты, на которой мы живём. Однако на самом деле, этот эксперимент был выполнен с огромными трудностями и сложностями, и для того, чтобы понять его суть, нам пришлось упростить процесс, убрав все детали и подробности. Чтобы обнаружить и измерить настолько слабое притяжение свинцового шара, был необходим целый набор высокоточных и сложных инструментов, которые могут заинтересовать только тех, кто намерен повторить этот эксперимент и имеет достаточно возможностей для его проведения.
Если Вы хотите больше узнать о математике и физике, приглашаем Вас в наш Телеграм-канал, ссылка в закреплённом комментарии!