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地球的重量是多少?这似乎是一个难以回答的问题。毕竟,地球如此庞大,我们不可能直接用天平称量其重量。
对人类而言,地球的体积巨大,无法通过常规方式测量其质量。以地球的直径约12742千米计算,若以每天2000公里的速度驾驶汽车,需要近一周才能绕行一圈;而民用飞机即使以巡航速度飞行,也需要约一天的时间。
实际上,地球的质量约为5.965×102?千克,即60万亿亿吨。那么,这个数据是如何得出的呢?科学家主要依据万有引力定律,通过测量间接物理量进行计算。
根据引力公式,万有引力的大小与物体质量成正比,与距离的平方成反比(F=GMm/r2),推导可得 M=Fr2/Gm=gr2/G。
在这个公式中,G代表万有引力常数,其数值约为6.67×10?11 N·m2/kg2。因此,只需测得重力加速度和地球半径,便可计算出地球的质量。进一步利用质量和体积的关系,还能求出地球的平均密度,约为5.52 g/cm3。
那么,历史上是谁首次测得地球质量的呢?正是著名科学家卡文迪许。他在1789年利用扭秤实验计算出地球质量。令人惊讶的是,他的计算结果与现代精密测量所得的数值几乎一致,误差极小。
近期,美国科学家再次测定地球质量,结果略小于卡文迪许的测量值。然而,由于实验误差的存在,这种微小偏差基本可以忽略。
既然人类能测算出地球的质量,那么我们是否也能测算出整个银河系的质量呢?
要知道,地球仅是太阳系的八大行星之一,而木星、土星、天王星和海王星的质量均远超地球。例如,木星的体积是地球的1300倍,质量为地球的318倍。而太阳的质量更是木星的1000多倍,相当于地球的33万倍,总质量约为1.981×103?千克,占据太阳系质量的99.86%。
尽管这一数据可能并非绝对精确,但随着科学技术的进步,人类对银河系质量的测量将不断趋于准确。