地球的质量是怎么算出来的(计算地球质量)

现在我们知道地球的质量是5.965×10 ^ 21吨，大约是6万亿吨。你可能会想，这么大的质量是怎么测出来的？

当然不是用一杆秤来衡量的。

牛顿发现了万有引力大定律，但是在牛顿的时代，人类并不知道地球的质量。但是，通过万有引力公式，理论上可以很容易地测出地球的质量。

从公式中可以看出，物体的质量是m1，然后测出地球对物体的引力。结合地球半径R，只需测量引力常数g就可以计算出地球质量m2。

但实际操作并没有理论那么简单。

原因是什么？主要是因为物体的引力太弱，重力是四种基本力中最弱的。

比如一块小铁块，一块磁铁，磁铁很容易吸引铁块，也就是说磁铁产生的电磁力大于整个地球对铁块产生的引力！

限于科学水平，牛顿时代的科学家很难精确计算出地球对物体的引力常数。科学家们也想了很多方法来做到这一点。

比如用细线把铅球挂在山上，然后测量山对铅球的吸引力。这种方法理论上是可行的，但实际操作起来很难，因为任何一点风吹草动都会影响实验结果。

在牛顿时代以及之后的很长一段时间里，科学家的各种实验都失败了，没有测到引力常数。

直到科学家卡文迪什的出现，他偶然看到孩子们在玩游戏，得到了灵感。

这种游戏很多人小时候都玩过，拿着镜子把阳光反射到墙上，然后让孩子抓住墙上反射的光斑。

只要手里的镜子稍微动一下，光斑就会大幅度移动，小孩子很难抓到光斑。

卡文迪什受到这个游戏的启发，意识到了一个测量引力常数的好方法。

在灯丝上固定一面小镜子，用一束光照射镜子，然后调整镜子的角度和位置，使反射光对准准确的刻度。

只要灯丝轻微晃动，刻度尺上的光就会发生明显的变化。

但是实验过程并不是那么顺利，因为周围的噪音、风速或者其他干扰也会影响实验结果，导致实验失败。

经过多次改进，卡文迪许终于在1798年测出了引力常数，然后通过万有引力定律，得出地球质量约为6万亿吨！

当时卡文迪什已经67岁了，正是他的坚持，才测量出了地球的质量。

卡文迪许的改进装置被后人称为“卡文迪许扭秤”。直到两百多年后的今天，这个装置仍然被用于许多种精密实验中！

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