Человек, который «взмассил» Землю (Часть 5)
Если стержень изменяет положение очень мало, это означает, что даже незначительное скручивание тонкой нити вызывает достаточное противодействие, чтобы сбалансировать приложенную силу. Тогда следует прилагать малую силу — а это именно то, что искал Кавендиш.
Он прикрепил свинцовые шары к концам стержня, а потом подвесил по такому же шару диаметром восемь дюймов с каждой стороны стержня.
Гравитационное поле больших свинцовых шаров теперь могло служить для скручивания нити и вынудить стержень занять новое положение (см. рис.).
Кавендиш повторял этот эксперимент снова и снова и из изменения положения стержня (и, следовательно, из скручивания нити) определил значение f в уравнении 3. Поскольку он знал значения т, т' и d, он смог вычислить значения G.
Полученное Кавендишем значение менее чем па 1% отличается от принятого ныне, которое равно 0,0000000000667 м3/кг х с2. (Не спрашивайте, в каких единицах было определено значение; эти единицы необходимы для того, чтобы сохранилась размерность уравнения.)
пределив значения G в данных единицах, мы можем решить уравнение 4 — и если используем правильные единицы, то можем узнать общую массу Земли в килограммах. Оказывается, масса Земли составляет 5 983 000 000 000 000 000 000 000, пли 5,983 х 1024, килограммов. (Если вы хотите выразить эту величину словами, то можно сказать, что масса Земли составляет около шести септиллионов килограммов.)
Получив массу Земли в килограммах, мы также можем определить и массу других объектов — при условии, что их отношение к массе Земли известно.
Луна, масса которой составляет 1/8 массы Земли, имеет массу 7,4 х ю22 килограмма. Юпитер массой в 318 масс Земли — 1,9 х 1027 килограмма. Солнце с его массой, составляющей 330 000 масс Земли, — 2 х 1030 килограммов.
Таким образом, Кавендиш измерил не только массу Земли, но и массу всех прочих объектов во Вселенной (по крайней мере, в потенциале), взяв за основу в эксперименте всего лишь перемещение пары свинцовых шаров.
Неплохо для простого уравнения?
Но — и это ключевой момент всей главы — когда кто-либо желает упомянуть достижение Ка-вендиша, что он говорит? Что Кавендиш взвесил Землю.
Даже физики и астрономы так говорят.
Но он этого не делал! Он определил массу Земли. Он «взмассил» Землю. Такого слова в нашем языке нет, но это недостаток языка, а не мой. Что касается меня, то я считаю, что Кавендиш тот человек, который именно «взмассил» Землю — нравится это нам или нет.
Остается вопрос: «Каков же все-таки вес Земли?»
Ответ прост. Земля находится в свободном падении и, подобно любому объекту в этом состоянии, всецело реагирует на гравитационные поля, предметом воздействия которых является. Но эти воздействия не имеют никаких последствий, и потому Земля не имеет веса.
Таким образом, вес Земли равен нулю.
|
