Экология / Новости

RSS-лента | Поиск | О проекте | Обратная связь
Экология, всё об экологии
— Вернуться в новостную ленту

Как в 18 веке весьма точно измерили вес Земли без продвинутых инструментов

18 сентября 2022 года | Международная

Рубрика: Земля и почва

Летом 1774 года Королевский астроном (это уважаемый пост в Королевских семьях Соединённого Королевства) Невил Маскелайн стоял на склоне одинокой шотландской горы. Но он отнюдь не любовался открывающимся видом, а занимался более важным делом — учёный пытался точно определить, сколько весит Земля.

Сэр Исаак Ньютон был первым, кто определил, что все имеет свою собственную гравитационную силу. Он вывел математическую связь между массой планеты и периодом обращения тела, которое вокруг неё крутится — так, зная расстояние до Луны и период её вращения, можно получить массу Земли. Но проблема в том, что таким образом мы не узнаем «чистую» массу планеты — мы получим массу, умноженную на константу — гравитационную постоянную, которая показывает, какую силу гравитации создаёт тело определённой массы. В связи с этим, учёным для начала нужно было вычислить эту константу.

Для этого нужно было знать массу какого-либо тела и силу, с которой оно притягивает к себе другие тела. Сам Ньютон, кстати, предполагал, что это можно сделать, измерив гравитацию горы, но со временем от этой идеи отказался. Однако в середине XVIII века Лондонское Королевское сообщество решило испытать эту идею и проспонсировало исследование, которое вошло в историю как Шихаллионский эксперимент (по названию горы, которую измеряли). Оно поручило эту миссию лучшему астроному того времени Чарльзу Мейсону. Учёному необходимо было найти подходящую гору, и он это сделал — симметричная одиноко стоящая гора Шихаллион в графстве Перт стала идеальным вариантом.

Однако за такую работу Мейсону полагались совсем небольшие деньги — по одной гинее (старая британская золотая монета), поэтому он отказался работать в таких условиях. Вместо него за работу взялся астроном Невил Маскелайн.

Маскелайн потребовал, чтобы на северных и южных склонах Шихаллиона были построены две наблюдательные станции. В этих местах были подвешены зенит-телескопы. Задумка была такова, что под воздействием притяжения горы, они будут отклоняться от строго вертикального притяжения Земли немного вбок. И если измерить разницу в наклоне гравитации с одной стороны горы и с другой, то можно вычислить влияние самой горы.

Зенит-телескопы могут смотреть строго вверх, поэтому с их помощью учёный по звёздам сумел определить угол наклона, который составил 54,5 угловые секунды. Однако обсерватории находились друг от друга далеко, а о том, что Земля шарообразная, было уже известно, поэтому необходимо было учесть разницу в широте. После учёта этой разницы выяснилось, что отклонение гравитации от вертикали составляет 11,5 угловых секунд.

Таким образом, гравитационное притяжение Шихаллиона было доказано, но работа только начиналась. Учёным предстояло вычислить массу горы. Они справедливо предположили, что для этого нужно плотность горы умножить на её объём. Однако на массу влияет ещё и форма горы, и на её измерение ушло примерно три года. На этом этапе к команде присоединился математик Чарльз Хаттон.

После всех измерений учёные получили карту горы, покрытую множеством точек с различными данными. Всё это нужно было как-то объединить.

К счастью, у Хаттона появилась гениальная идея — он взял карандаш и соединил эти точки вместе, нарисовав таким образом серию изолиний. Сам того не понимая, он изобрёл контурные линии, которые по сей день используются в картографии.

В 1775 году Маскелайн представил окончательные результаты Королевскому обществу. К сожалению, полученная учёными масса Земли оказалось неверной — эта цифра составляла только 20% от реальных показателей, полученных в 2007 году — 5,97×10^24 килограммов. Однако для XVIII века это исследование было поистине грандиозное. Так его результаты позволили учёным предположить, что внутри нашей планеты находится довольно тяжёлое металлическое ядро.

Земля и почва — последние новости

У берегов Камчатки произошло землетрясение

22 марта | Россия, Камчатский край


Последние международные эко-новости