Bật mí cách nhà khoa học 'cân' Trái đất?

[june04]

Hành tinh của chúng ta chứa đựng mọi thứ từ đá cứng và khoáng chất cho đến hàng triệu loài sinh vật và được bao phủ bởi vô số cấu trúc tự nhiên và nhân tạo. Vậy tất cả những thứ đó nặng bao nhiêu?

Không có câu trả lời duy nhất cho câu hỏi đó. Giống như con người trên mặt trăng có trọng lượng nhẹ hơn nhiều so với ở nhà, Trái đất không chỉ có một trọng lượng. Trọng lượng của Trái đất phụ thuộc vào lực hấp dẫn kéo nó, có nghĩa là nó có thể nặng hàng nghìn tỷ pound hoặc không nặng gì cả.

Vậy làm thế nào các nhà khoa học xác định được trọng lượng của Trái đất? Các chuyên gia nghiên cứu lực hấp dẫn của một hành tinh lên những thứ khác và sử dụng toán học để tính toán kích thước của nó. Hành tinh càng nặng thì nó càng hút các vật thể ở gần như mặt trăng hoặc tàu vũ trụ.

Theo NASA, khối lượng Trái đất là 5,9722×1024 kg, tương đương 13,1 tỷ pound. Con số này tương đương với khoảng 13 triệu triệu kim tự tháp Khafre của Ai Cập (khoảng 4,8 tỷ kg). Khối lượng Trái đất dao động nhẹ do có thêm bụi không gian và khí thoát ra khỏi bầu khí quyển của chúng ta, nhưng những thay đổi nhỏ này sẽ không ảnh hưởng đến Trái đất trong hàng tỷ năm.

Các nhà khoa học đã tính toán khối lượng Trái đất dựa trên định luật thứ ba của Kepler từ thế kỷ XVII. Johannes Kepler (1571 - 1630), là một nhà toán học, thiên văn học và chiêm tinh học người Đức. Kepler được biết đến nhiều nhất bởi các định luật về chuyển động thiên thể mang tên ông. Phương pháp này kết nối các thông số quỹ đạo của vệ tinh (thời gian di chuyển và hình dạng của quỹ đạo) với khối lượng của đối tượng mà nó quay quanh.

Để thực hiện điều này, năm 1976, NASA đã đưa lên quỹ đạo vệ tinh Lageos-1, là một quả cầu lớn bằng hợp kim đồng - kẽm được bao phủ với những mặt lõm phản xạ có đường kính 60 cm. Thời gian trễ giữa đường truyền và phản xạ của tia laser được ghi nhận nhằm suy ra khoảng cách của vệ tinh với Trái đất gần như chính xác tuyệt đối giúp thiết lập được giá trị của khối lượng Trái đất chính xác 5,972 x 10^24 kg.