تمت دراسة كوكب الأرض والتحقيق فيه من قبل العلماء عبر التاريخ. من أكثر الأشياء المدهشة حول الكوكب كتلة الأرض. نظرًا لأنه شيء لا يمكن قياسه بشكل مباشر ، فإن طرق القياس غير المباشرة المختلفة ضرورية.
لهذا السبب ، سنخصص هذه المقالة لإخبارك بكل ما تحتاج لمعرفته حول كتلة الأرض ، وكيف تمكنوا من حسابها وما هي خصائصها.
كوكب الأرض وخصائصه
إنه الكوكب الثالث في النظام الشمسي ، بدءًا من الشمس ، بين الزهرة والمريخ. وفقًا لمعرفتنا الحالية ، فهو الوحيد في النظام الشمسي بأكمله الذي يؤوي الحياة. يأتي اسمها من الكلمة اللاتينية Terra ، الإله الروماني ، المعادل اليوناني القديم لـ Gaia ، المرتبط بالخصوبة والخصوبة. غالبًا ما يطلق عليها اسم Tellus mater أو Terra mater (الأرض الأم) لأن جميع الكائنات الحية تأتي من رحمها.
منذ العصور القديمة ، كان البشر يحلمون باكتشاف حدود الأرض واستكشاف جميع أركانها. اعتقدت الثقافات القديمة أنه كان لانهائيًا ، أو قد ينتهي به الأمر إلى السقوط في الهاوية. حتى اليوم ، هناك أناس يصرون على أن الأرض مسطحة ، وأنها جوفاء وغيرها من نظريات المؤامرة.
ومع ذلك، بفضل العلم والتكنولوجيا ، لدينا الآن صور جميلة لكوكبنا. نحن نعلم أيضًا كيف تتكون طبقاته الداخلية وما كان موجودًا قبل ظهور البشر على سطحه.
الأصل والتكوين
تشكلت الأرض منذ حوالي 4550 مليار سنة. من المواد التي تشكل بقية النظام الشمسي ، في البداية كسحابة نجمية من الغاز والغبار الكوني. استغرق تكوين الكوكب من 10 إلى 20 مليون سنة ، مع تراكم سحب من الغاز حوله مع تبريد سطحه وتشكيل الغلاف الجوي اليوم.
في النهاية ، من خلال النشاط الزلزالي المطول ، ربما بسبب التأثير المستمر للشهب ، تمتلك الأرض العناصر الضرورية والظروف المادية اللازمة لظهور الماء السائل.
بفضل هذا ، يمكن أن تبدأ الدورة الهيدرولوجية ، مما يساعد الكوكب على البرودة بشكل أسرع إلى مستوى يمكن أن تبدأ فيه الحياة. بمرور الوقت ، تؤدي وفرة الماء السائل على السطح إلى ظهور كوكبنا باللون الأزرق عند رؤيته من الفضاء.
كتلة الأرض
الأرض هي خامس أكبر كوكب في المجموعة الشمسية والوحيد القادر على دعم الحياة. وهي كروية ذات أعمدة مفلطحة قليلاً ويبلغ قطرها 12.756 كم عند ارتفاع خط الاستواء (نصف قطر 6.378,1 كم عند خط الاستواء). لديك كتلة 5,9736 × 1024 كجم وبكثافة 5,515 جم / سم 3 ، الأعلى في المجموعة الشمسية. كما أن لديها عجلة جاذبية تبلغ 9,780327 م / ث 2.
مثل الكواكب الداخلية الأخرى مثل المريخ وعطارد ، فإن الأرض عبارة عن كوكب صخري بسطح صلب ولب معدني سائل (بسبب حرارة وضغط جاذبيته) ، على عكس الكواكب الغازية الأخرى مثل كوكب الزهرة أو المشتري. ينقسم سطحه إلى الغلاف الجوي الغازي والغلاف المائي السائل والغلاف الأرضي الصلب.
كيف تم حساب كتلة الأرض؟
من الواضح أن هذا لا يتم عن طريق وضع الكوكب في الميزان. على الأقل ليس على نطاق حقيقي. تم استخدام مقياس الكون مقياس كافنديش. كان هذا هو الاسم الأخير للعالم الذي قام أولاً بقياس كتلة الأرض بدقة.
لقد فعل ذلك في عام 1798 ، وبعد 113 عامًا ، صاغ إسحاق نيوتن العظيم (1643-1727) قانونه للجاذبية الكونية (LGU) في عام 1685. وبعد 189 عامًا ، وجه جاليليو العظيم تلسكوبه إلى السماء. لقد فعل ذلك في عام 1609. والمثير للدهشة أن هنري كافنديش (1731-1810) حدد كتلة كوكبنا دون أن يغادر منزله.
في الواقع ، بالكاد نجح في الخروج من الغابة. شرق كافنديش كان رجلاً متجهمًا وقاتمًا وغريبًا ، لكنه كان رائعًا. من الناحية النظرية ، يبدأ بـ LGU لنيوتن ، والذي يخبرنا أن "أي جسمين ، يعتبران كتلتين نقطيتين ، ينجذبان إلى بعضهما البعض بقوة تعتمد بشكل مباشر على كتلتهما مضروبة في ثابت غير معروف القيمة ، والمعروف اليوم باسم ثابت الجاذبية .. هذا الثابت يتناسب عكسياً مع مربع المسافة النيوتونية بينهما ".
كقاعدة عامة ، استخدم إعدادًا صممه جزئيًا صديقه جون ميشيل. توفي رجل دين لامع وعالم جيولوجي ثاقب قبل إجراء تجربة لتحديد كثافة الأرض. من وجهة نظر جيولوجية ، هذا هو الترتيب الأكثر إثارة للاهتمام من حيث الحجم. في ذلك الوقت ، اشترى كافنديش معداته وقام بتركيبها في أحد منازله في لندن.
المقاييس والثوابت
يتكون الجهاز من كرتين رئيسيتين ، قطرها 30 سم ، معلقة من إطار فولاذي ، وكرتان صغيرتان قطرهما 5 سم، معلقة بالقرب من الكرة الأولى ومتصلة ببعضها البعض بواسطة أسلاك نحاسية دقيقة.
تم تصميم موازين الالتواء بشكل أساسي لقياس حركة الالتواء الناتجة عن سحب الجاذبية على البكرات التي تبقيها طافية عندما تتحرك الكرات الكبيرة فوق الكرات الصغيرة.
تكمن المشكلة في أن الجاذبية صغيرة جدًا لدرجة أن أي عامل غير متوقع قد يؤدي إلى تحريف النتائج. لهذا السبب يديره كافنديش عن بعد. حتى لا يتداخل قرب الباحثين مع تعديل المعدات ، استخدم تلسكوبًا قام بتثبيته خارج الغرفة. استخدمها لقراءة المقياس الدقيق ، مضاءً بشعاع ضيق من الضوء المنبعث من خارج الغرفة.
نحن نتحدث عن حساسية من أجل 0,025 سم ، وهي ليست سيئة على الإطلاق. تجربة دقيقة للغاية. كما هو متوقع ، بدأت الكرة الصغيرة في الدوران ، مجذبة بالكرة الأكبر. بعد بعض الحسابات ، تمكن كافنديش من معرفة قيمة ثابت الجاذبية من كتلهم وتذبذباتهم. هذه هي الخطوة الأولى ، تليها تحديد متوسط كثافة الأرض ثم تحديد كتلة الأرض لحساب ثابت الجاذبية G.
بفضل تحديد G ، كان من الممكن حساب كتلة الأرض. بمعرفة قطرها ، وقوة جاذبية الأرض ، وأقرب قيمة G ، قام كافنديش بعمل هذه الأرقام. كانت النتائج مذهلة.
آمل أن تتمكن من خلال هذه المعلومات من معرفة المزيد عن كتلة الأرض وخصائصها.
المواضيع المتعلقة بالكون وخاصة كوكبنا الأزرق الجميل تسحرني لأنها تمنحني التشجيع في حياتي. تحياتي