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称一称地球的重量
牛顿曾经提出,要是你在一座大山的边上挂个重锤,由于大山的引力质量以及地球的引力质量的作用,重锤会稍稍偏向大山.要是你在这时测定引力的大小,计算大山的重量（严格说来是它的质量）,就可以算出地心引力的基本值以及地球的重量或质量.
马斯基林的山
内维尔·马斯基林是英国皇家天文学家,他是许多接受牛顿的挑战去测定地球的实际重量的人之一.他知道,为了完成实验,他需要找一座形状规则近乎对称的山.英国皇家天文学会答应派个可靠的人到英伦三岛各地走一走,看看能不能找到这样的一座山.他们指派了天文学家兼勘察家查尔斯·梅森,而他也找到了一座山来做引力偏差的实验.这座山位于苏格兰,名叫斯希哈林山.
梅森和狄克逊
查尔斯·梅森和他的科学家同行杰里迈亚·狄克逊曾去苏门答腊绘制金星凌日图,不过像许多参与这次倒霉的冒险活动的人一样,他们甚至没有到达那儿！一年之后,他们起程前往美洲,穿越危险的荒原,一路上搞测量,解决美国宾夕法尼亚和马里兰之间的边界纠纷,其结果就是那条著名的梅森-狄克逊线.这条线后来成了美国奴隶州和自由州之间的分界线.
再来说说马斯基林
梅森说他太忙,因此无法亲自去搞这项测量工作.于是,这项任务就落在了马斯基林身上.就这样,1774年夏天有4个月的时间,那位皇家天文学家在一个遥远的苏格兰峡谷,住在一顶帐篷里,指挥着一支测量队,从每个可能的位置做了数百次的测量.
要从那么一大堆数据中得出那座山的质量,需要进行大量而又枯燥的计算,承担这项工作的是个名叫查尔斯·赫顿的地质学家.测量员们很快便在地图上写满了几十个数据,每一个都表示山上或山周围某个位置的高度,这些数据真是又多又乱！
查尔斯·赫顿
赫顿注意到,只要用铅笔把高度相等的点连起来,一切都显得有次序多了.这样一来,你马上就可以知道这座山的整体形状和坡度—他使用了等高线.根据他的计算,地球的质量相当于4 536万亿吨.
在这个基础上,他接着推算出了太阳系里包括太阳在内的所有主要天体的质量.因此,通过这一次实验,我们知道了地球、太阳、月球以及其他行星及其卫星的质量,还发明了等高线—这个夏天的工作真是收获不小.
在极轻的层面上进行测量
然而,不是人人都对斯希哈林山的实验结果感到很满意.不知道真正的密度或硬度,似乎不可能得出那座山真正确切的数据.
装配完毕以后,米歇尔的仪器看上去很像一台体育馆里常见的举重训练机,不过是18世纪式的.它由砝码、轴、平衡锤、摆锤和扭转钢丝组成,仪器的核心是两个635千克重的铅球.
约翰·米歇尔
有个大家想不到的人把注意力转向了这个问题,他是个乡村牧师,名叫约翰·米歇尔.尽管地位不高,米歇尔却是18世纪一位伟大的科学思想家.他发现了地震的波动性质,制作了望远镜,更不寻常的是,他首先确定了黑洞的存在—连牛顿都跨不出这么大的一步.但是,在米歇尔取得的种种成就当中,最精巧的或者说最有影响的,莫过于他自己设计、自己制作的一台用于测量地球重量的仪器.
米歇尔的仪器是要测定：当一个物体撞击一个平面,或从平面反弹回来的时候,引力是怎么起作用的.在这个基础上,首次测定那种称为引力常数的神秘力量,从而估计出地球的质量.
亨利·卡文迪许
不幸的是,约翰·米歇尔生前没能完成这项可以精确计算地球质量的实验.这个想法和设备都传给了一位杰出而又特别腼腆的伦敦科学家,他的名字叫亨利·卡文迪许.卡文迪许生于一个生活奢华的权贵家庭,他的祖父和外祖父分别是德文郡公爵和肯特公爵,他是那个年代最有才华而又最古怪的英国科学家.卡文迪许十分腼腆,在他家里,访客是不受欢迎的,连管家都要以书信的方式跟他交流.
一次精密的测量
1797年夏末,卡文迪许把注意力转向约翰·米歇尔留给他的那几箱子仪器.卡文迪许现在想做的,是要精密地测量引力.精密是个关键词,在设备所在的屋子里,容不得半点儿干扰.于是,卡文迪许就待在旁边的一间屋子里,用望远镜瞄准一个窥孔来进行观察.这项工作是极其费劲的,要做17次精密而又互相关联的测量.他总共花了将近一年的时间才完成.最后卡文迪许终于计算完毕,宣布地球的重量略略超过60万亿亿吨.有意思的是,这一切都只是证实了牛顿在110年前的猜测,而牛顿没有做过任何实验.
最准确的猜测
今天,科学家有了非常精密、非常灵敏的仪器,精密得可以察觉到一个细菌的重量,灵敏得有人在20米以外打个哈欠也会干扰测量结果.但是,他们都没能对1797年卡文迪许的测量结果作出多大改进.
轻柔的引力
引力将行星固定在轨道上,使坠落的物体砰地落地,因此很容易被认为是一种强大的力.其实不然,它只是在某种整体意义上强大：一个巨大的物体,比如太阳,牵住另一个巨大的物体,比如地球.引力本身极其微弱,每次你从桌子上拿起一本书,或从地板上拾起一枚硬币,你毫不费劲就克服了整个行星的引力.
目前对地球重量的最准确的估计数是59.725万亿亿吨,与卡文迪许得出的结果只相差1%左右.
到这里,我们已经讲了以下这些……
我们有了一个宇宙和一颗行星,还有大量猜测的结果.这些结果渐渐变成了铁的事实：地球有多大,地球有多圆,地球有多重,地球距离它在太阳系里的邻居有多远.总之,我们已经知道了不少.
到这里,我们知道了下面这些内容：
● 我知道了关于大爆炸的事儿；
● 关于太阳系的事儿；
● 关于超新星的形成和爆炸方式；
● 关于用三角测量法来测定距离和角度；
● 关于冥王星那颗没有被发现的卫星；
● 关于宇宙辐射的事儿；
……
地球的周长是多少？
1637年 理查德·诺伍德使用了一种跟三角形有关的测量方法—三角测量法.他得出的结果比较接近,但不大准确.
1684年 埃德蒙·哈雷很聪明,研究行星时去找了杰出的艾萨克·牛顿帮忙.
1687年 艾萨克·牛顿认真研究引力,在他的著名作品《原理》中提出了三大运动定律,哈雷确保了这本书的出版.
1735年 皮埃尔·布格和查理·玛丽·孔达米纳在南美洲的安第斯山脉爬上爬下,想要测定1度经线的长度,从而计算出地球的周长.
1736年 另一支法国考察队证实地球在赤道周围是鼓起来的.
地球距离太阳有多远？
1761年 根据埃德蒙·哈雷（这时早已去世）的建议,世界各地的科学家奔赴遥远的地方,去观察金星凌日现象,想要以此来测定地球到太阳的距离.
地球有多重？
1774年 内维尔·马斯基林决定利用艾萨克·牛顿关于以引力来测定地球质量的想法,而且更多地利用三角测量法,爬更多的山.马斯基林和数学家查尔斯·赫顿一起爬上了苏格兰的斯希哈林山.赫顿在作计算的同时发明了等高线,他宣布,地球的重量是将近5 000万亿吨.
1793年 约翰·米歇尔留下一种仪器的图样,这台仪器将精确地测定地球的质量.
1797年 亨利·卡文迪许用米歇尔的仪器得出地球的质量为60万亿亿吨,他的结果跟目前最准确的估计数仅相差1%左右—真是挺不简单的！
地球论文范文结:
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