aardmassa

Onze planeet Aarde is door de geschiedenis heen bestudeerd en onderzocht door wetenschappers. Een van de meest opvallende dingen over de planeet is de aardmassa. Omdat het iets is dat niet direct kan worden gemeten, zijn verschillende methoden voor indirecte meting nodig.

Om deze reden gaan we dit artikel wijden aan het vertellen van alles wat je moet weten over de massa van de aarde, hoe ze deze hebben kunnen berekenen en welke kenmerken deze heeft.

Planeet Aarde en zijn kenmerken

Het is de derde planeet van het zonnestelsel, beginnend bij de zon, tussen Venus en Mars. Volgens onze huidige kennis is het de enige in het hele zonnestelsel die leven herbergt. De naam komt van het Latijnse Terra, een Romeinse god, het oude Griekse equivalent van Gaia, geassocieerd met vruchtbaarheid en vruchtbaarheid. Ze wordt vaak Tellus mater of Terra mater (Moeder Aarde) genoemd omdat alle levende wezens uit haar baarmoeder komen.

Sinds de oudheid dromen mensen ervan de grenzen van de aarde te ontdekken en alle uithoeken van de aarde te verkennen. Oude culturen geloofden dat het oneindig was, anders zou het in de afgrond kunnen vallen. Zelfs vandaag de dag zijn er mensen die volhouden dat de aarde plat is, dat het hol is en andere complottheorieën.

Echter Dankzij wetenschap en technologie hebben we nu prachtige beelden van onze planeet. We weten ook hoe de binnenste lagen zijn opgebouwd en wat er was voordat de mens op het oppervlak verscheen.

Oorsprong en vorming

De aarde is ongeveer 4550 miljard jaar geleden gevormd. van het materiaal waaruit de rest van het zonnestelsel bestaat, aanvankelijk als een stellaire wolk van gas en kosmisch stof. Het duurde 10 tot 20 miljoen jaar om de planeet te vormen, met wolken van gas eromheen terwijl het oppervlak afkoelde en de huidige atmosfeer vormde.

Uiteindelijk beschikt de aarde, door langdurige seismische activiteit, mogelijk als gevolg van de aanhoudende invloed van meteoren, over de noodzakelijke elementen en fysieke omstandigheden die nodig zijn voor het verschijnen van vloeibaar water.

Hierdoor kan de hydrologische cyclus beginnen, waardoor de planeet sneller kan afkoelen tot een niveau waarop het leven kan beginnen. Na verloop van tijd zorgt de overvloed aan vloeibaar water op het oppervlak ervoor dat onze planeet blauw lijkt vanuit de ruimte.

aardmassa

De aarde is de vijfde grootste planeet in het zonnestelsel en de enige die leven kan ondersteunen. Het is bolvormig met enigszins afgeplatte polen en een diameter van 12.756 km op equatoriale hoogte (straal van 6.378,1 km op de evenaar). Hebben een massa van 5,9736 x 10²⁴ kg en een dichtheid van 5,515 g/cm3, de hoogste in het zonnestelsel. Het heeft ook een zwaartekrachtversnelling van 9,780327 m/s2.

Net als andere binnenplaneten zoals Mars en Mercurius, is de aarde een rotsachtige planeet met een vast oppervlak en een vloeibare metalen kern (vanwege de hitte en druk van de eigen zwaartekracht), in tegenstelling tot andere gasvormige planeten zoals Venus of Jupiter. . Het oppervlak is verdeeld in gasvormige atmosfeer, vloeibare hydrosfeer en vaste geosfeer.

Hoe werd de massa van de aarde berekend?

Uiteraard gebeurt dit niet door de planeet in evenwicht te brengen. Althans niet op echte schaal. De schaal van het heelal werd gebruikt de Cavendish-schaal. Dat was de achternaam van de wetenschapper die als eerste de massa van de aarde nauwkeurig heeft gemeten.

Hij deed het in 1798 en 113 jaar later formuleerde de grote Isaac Newton (1643-1727) in 1685 zijn wet van universele zwaartekracht (LGU). 189 jaar later richtte de grote Galileo zijn telescoop op de hemel. Hij deed het in 1609. Verrassend genoeg bepaalde Henry Cavendish (1731-1810) de massa van onze planeet zonder zelfs maar zijn huis te verlaten.

Sterker nog, hij kwam nauwelijks uit het bos. East Cavendish hij was een norse, sombere en eigenzinnige man, maar geweldig. In theorie begint het met de LGU van Newton, die ons vertelt dat "elke twee lichamen, beschouwd als puntmassa's, tot elkaar worden aangetrokken door een kracht die rechtstreeks afhangt van hun massa vermenigvuldigd met een constante van onbekende waarde, tegenwoordig bekend als de zwaartekrachtconstante . Deze constante is omgekeerd evenredig met het kwadraat van de Newtoniaanse afstand ertussen."

Als algemene regel gebruikte hij een opstelling die mede door zijn vriend John Michell was ontworpen. Briljante geestelijke en inzichtelijke geoloog, hij stierf voordat hij een experiment uitvoerde om de dichtheid van de aarde te bepalen. Vanuit geologisch oogpunt is dit de meest interessante orde van grootte.  Het was toen dat Cavendish zijn apparatuur kocht en installeerde in een van zijn huizen in Londen.

Schalen en constanten

Het apparaat bestaat uit twee loden ballen, 30 cm diameter, opgehangen aan een stalen frame, en twee kleine balletjes van 5 cm diameter, opgehangen bij de eerste bal en met elkaar verbonden door fijne koperdraden.

In wezen zijn torsiebalansen ontworpen om de draaiende beweging te meten die in de draden wordt gecreëerd door de zwaartekracht op de katrollen die ze drijvend houden wanneer de grote ballen over de kleine ballen bewegen.

Het probleem is dat de zwaartekracht zo klein is dat elke onvoorziene factor de resultaten kan vertekenen. Daarom beheert Cavendish het op afstand. Om ervoor te zorgen dat de nabijheid van de onderzoekers de aanpassing van de apparatuur niet zou belemmeren, gebruikte hij een telescoop die hij buiten de kamer installeerde. Hij gebruikte het om de precieze schaal af te lezen, verlicht door een smalle lichtstraal die van buiten de kamer kwam.

We hebben het over een gevoeligheid in de orde van 0,025 cm, wat helemaal niet slecht is. Een heel subtiel experiment. Zoals verwacht begon de kleine bal te draaien, aangetrokken door de grotere bal. Na wat berekeningen slaagde Cavendish erin om de waarde van de zwaartekrachtconstante te achterhalen uit hun massa's en oscillaties. Dit is de eerste stap, gevolgd door het bepalen van de gemiddelde dichtheid van de aarde en het bepalen van de massa van de aarde, om de zwaartekrachtconstante G te berekenen.

Dankzij de bepaling van G was het mogelijk om de massa van de aarde te berekenen. Omdat hij de diameter, de aantrekkingskracht van de aarde en de dichtstbijzijnde G-waarde kende, maakte Cavendish deze getallen. De resultaten zijn spectaculair.

Ik hoop dat je met deze informatie meer te weten kunt komen over de massa van de aarde en haar kenmerken.