Experten brauchten Hunderte von Jahren, um die Masse der Erde zu schätzen, und bis heute besteht kein Konsens über die genaue Zahl.
Es ist sehr schwierig, die genaue Masse der Erde zu berechnen. Foto: Science Times
Die Erde enthält alles von festen Gesteinen und Mineralien bis hin zu Millionen lebender Organismen und ist mit zahllosen natürlichen und von Menschenhand geschaffenen Strukturen bedeckt. Daher gibt es auf die Frage nach dem Gewicht der Erde keine exakte Antwort. Das Gewicht der Erde hängt von der auf sie wirkenden Schwerkraft ab, was bedeutet, dass die Erde laut Live Science Billionen Kilogramm wiegen kann oder nicht.
Laut NASA beträgt die Masse der Erde 5,9722 × 10 hoch 24 kg, was etwa 13 Billiarden ägyptischen Chephren-Pyramiden entspricht (jede Pyramide wiegt 4,8 Milliarden kg). Aufgrund von kosmischem Staub und aus der Atmosphäre austretenden Gasen schwankt die Masse der Erde leicht, doch diese kleinen Veränderungen wirken sich über Milliarden von Jahren hinweg nicht auf den Planeten aus.
Allerdings sind sich Physiker weltweit noch nicht über die oben genannte Zahl einig und der Berechnungsprozess ist keine leichte Aufgabe. Da es unmöglich ist, die gesamte Erde auf eine Waage zu bringen, müssen Wissenschaftler zur Berechnung ihrer Masse auf die Triangulation zurückgreifen.
Der erste Bestandteil der Messung ist Isaac Newtons Gravitationsgesetz, so Stephan Schlamminger, Metrologe am US-amerikanischen National Institute of Standards and Technology. Alles, was Masse hat, unterliegt der Schwerkraft, was bedeutet, dass zwischen zwei beliebigen Objekten immer eine Kraft aufeinander einwirkt. Gemäß Newtons Gravitationsgesetz kann die Gravitationskraft zwischen zwei Objekten (F) bestimmt werden, indem man die jeweiligen Massen der Objekte (m₁ und m₂) multipliziert, durch das Quadrat der Entfernung zwischen ihren Mittelpunkten (r²) dividiert und dann mit der Gravitationskonstante (G) multipliziert, d. h. F = Gx((m₁xm₂)/r²).
Mithilfe dieser Gleichung könnten Wissenschaftler theoretisch die Masse der Erde ermitteln, indem sie die Anziehungskraft des Planeten auf ein Objekt auf seiner Oberfläche messen. Das Problem hierbei ist jedoch, dass bisher noch niemand einen genauen Wert für G berechnet hat. Im Jahr 1797 begann der Physiker Henry Cavendish mit dem Cavendish-Experiment. Mithilfe einer sogenannten Torsionswaage, die aus zwei rotierenden Stäben besteht, an denen Bleikugeln befestigt sind, ermittelte Cavendish die Gravitationskraft zwischen ihnen, indem er den Winkel auf dem Stab maß, der sich änderte, als die kleinere Kugel von der größeren Kugel angezogen wurde.
Ausgehend von den Massen und Abständen der Kugeln berechnete Cavendish G = 6,74×10−11 m3 kg–1 s−2. Das Datenkomitee des International Council for Science legt nun G = 6,67430 x 10-11 m3 kg-1 s-2 fest, was nur geringfügig von Cavendishs ursprünglichem Wert abweicht. Anschließend berechneten die Wissenschaftler mit G die Masse der Erde, indem sie die bekannten Massen anderer Objekte verwendeten, und kamen auf die Zahl 5,9722 × 10 hoch 24 kg, die wir heute kennen.
Schlamminger betont jedoch, dass die Newton-Gleichungen und Torsionswaagen zwar wichtige Werkzeuge seien, die auf ihnen basierenden Messungen jedoch immer noch anfällig für menschliche Fehler seien. In den Jahrhunderten seit Cavendishs Experiment haben verschiedene Wissenschaftler die G-Kraft Dutzende Male gemessen, jedes Mal mit leicht unterschiedlichen Ergebnissen. Obwohl der Unterschied gering war, reichte er aus, um die Berechnung der Erdmasse zu verändern und den Wissenschaftlern, die versuchen, die Zahl zu bestimmen, große Sorgen zu bereiten.
An Khang (laut Live Science )
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