Atlas知道答案。 这种钛几乎不执行固定地球的任务,很可能非常了解它的重量。 但是我们并不像他那样幸运。 地球表面上一个简单的凡人微小的人如何计算他对地球重量的近似值? 我们可以在哪里放置这种秤?
直到英国人
约翰·米切尔(John Mitchell)弄清楚如何计算后,我们才得到确切的答案。 今天,很少有人认识他,但在十八世纪,他是最聪明的牧师之一。 作为与伦敦皇家科学会会员的朋友的地质学家,天文学家,数学家和理论家,他在许多方面都是第一人:他是第一个提出地震以弹性波的形式传播通过地壳的人(他被称为“现代地震学之父”),他是第一个暗示许多恒星实际上是双星的人,也是第一个想象如此巨大而庞大的恒星的人,甚至连光也无法从其引力吸引中逃脱-“黑太阳”,类似于第一个黑洞模型。
这位来自西约克郡的新教牧师是牛顿万有引力定律的拥护者,于1687年首次提出。 该法成功地预测了彗星和炮弹的运动,但是到1780年,两个小物体之间的引力吸引力仍未在实验室中得到证实,据《衡器世界》(2011)称,拉塞尔·麦考玛赫(Russell McCormmach) 。 Mitchell长期以来一直对地质感兴趣,几十年来一直在寻找一种计算行星密度及其重量的方法。 他提出了一种短距离测量重力的方案,并在此过程中称重了地球。 他开发的设备既简单又优雅。 它仅由四个引线球,一个可移动的极和几根封装在外壳中的电线组成,这些外壳可防止气流的影响。 物理学家将此设备称为“扭转标尺”,因为极的旋转对于其操作是必不可少的。
在最终版本中,一根两米长的木杆悬挂在一根电线上,其末端连接着一对直径为5厘米的球。 直径30厘米的大球靠近小球。 想法是,每对之间极小的引力将逐渐开始转动极点。 当金属丝的弹性等于球之间的吸引力时,该运动将停止。 那是一条信息。 球和地球的重力已经众所周知-只是它们的重量。 对于Michell实验,获得两个数据集非常重要。 通过比较数据,分别测量球的吸引力,实验者可以计算出重力方程中的一个未知数-地球质量。 精确的平衡导致了惊人的结果。
亨利·卡文迪许(Henry Cavendish)于1798年建立的1:48扭力平衡模型但是这个实验很难进行和管理。 1784年,米歇尔(Michell)写信给他的皇家学会的同事亨利·卡文迪许(Henry Cavendish)(氢的发现者),他希望“
今夏 ”能够权衡整个世界。 但是健康状况不佳和“
自然嗜睡 ”(如Michell所说)使他无法完成该项目。 他因建造世界上最大的望远镜的项目而分心。 他因无法测量而于1793年去世,享年68岁。
结果,米歇尔的仪器最终被卡文迪许(Cavendish)
创作 ,
他的传记作者形容他为“该国最富有的人之一……是科学和最重要的神经衰弱分子的狂热者”。 他非常害羞,尤其是害怕女人。 他独自生活,完成了这把乐器,最后的出现改善了Michell的想法。 现在,卡文迪许因进行了期待已久的实验而获得了最大的贡献,这是有充分理由的。 该设备被关闭在他庄园领土上的一个小棚子里,他不得不用杠杆控制外面的秤,并用望远镜观察杆子穿过棚子对面墙壁上的孔的微小运动(移动不超过半毫米)。
工作艰巨而严格。 他一次又一次地测量了扭矩,惯性矩和磁极偏角,然后将结果手动插入公式中以寻找答案。 他的
作品发表在1798年的《哲学交易》上,当时
的苏格兰物理学家将其
描述为“准确性,逻辑和简洁主义的模型”。 卡文迪许计算的地球密度(即使使用这种古老的设备)与今天的5.513 g / cm
3的值相差不超过1%,是水的五倍半。 如果我们将此值乘以地球体积(约1.1 * 10
27 cm
3 ),那么我们将得到约6000万亿亿克。
今天,科学家们继续进行这种经典的卡文迪许实验,尽管使用的方法和用途完全不同。 他们试图澄清引力常数G的值,这是牛顿万有引力定律中的基本因素
F=G fracm1m2r2 连接力与质量和距离。 这个常数并不像其他基本常数那样广为人知,并且澄清其含义至关重要,“因为G在重力,宇宙学,粒子物理学和天体物理学以及地球物理模型中起着关键作用,”吉列尔莫·蒂诺(Guillermo Tino)写道。佛罗伦萨大学从2014年开始工作。
他来自意大利和荷兰的科学家团队使用“激光冷却原子和量子干涉仪”进行了实验。 换句话说,通过测量a原子云和重钨圆柱之间的重力引力,他们得出的G值等于
6.67191∗10−11m3kg−1s−2 误差为150 ppm。 这种力量是四个基本相互作用中最弱的,这清楚地表明了它的微不足道的价值。 遗憾的是亚特兰大今天不再与我们同在,以便他可以确认我们的发现。