Il a fallu des centaines d’années aux experts pour estimer la masse de la Terre et à ce jour, il n’existe pas de consensus sur le chiffre exact.
Il est très difficile de calculer la masse exacte de la Terre. Photo : Science Times
La Terre contient de tout, depuis des roches et des minéraux solides jusqu’à des millions d’organismes vivants, et est recouverte d’innombrables structures naturelles et artificielles. Il n’existe donc pas de réponse exacte à la question du poids de la Terre. Le poids de la Terre dépend de la force de gravité qui agit sur elle, ce qui signifie que la Terre peut peser des milliards de kilogrammes ou non, selon Live Science .
Selon la NASA, la masse de la Terre est de 5,9722×10 puissance 24 kg, ce qui équivaut à environ 13 quadrillions de pyramides égyptiennes de Khéphren (chaque pyramide pèse 4,8 milliards de kg). La masse de la Terre fluctue légèrement en raison de la poussière cosmique et des gaz qui s'échappent de l'atmosphère, mais ces petits changements n'affectent pas la planète pendant des milliards d'années.
Cependant, les physiciens du monde entier ne sont pas encore parvenus à un accord sur ce chiffre et le processus de calcul n’est pas une tâche facile. Comme il est impossible de mettre la Terre entière à l’échelle, les scientifiques doivent utiliser la triangulation pour calculer sa masse.
Le premier ingrédient de la mesure est la loi de la gravitation universelle d'Isaac Newton, selon Stephan Schlamminger, métrologue à l'Institut national des normes et de la technologie des États-Unis. Tout ce qui a une masse a une gravité, ce qui signifie que deux objets ont toujours une force agissant l'un sur l'autre. Selon la loi de la gravitation universelle de Newton, la force gravitationnelle entre deux objets (F) peut être déterminée en multipliant les masses respectives des objets (m₁ et m₂), en divisant par le carré de la distance entre leurs centres (r²), puis en multipliant par la constante gravitationnelle (G), c'est-à-dire F = Gx((m₁xm₂)/r²).
En utilisant cette équation, les scientifiques pourraient théoriquement mesurer la masse de la Terre en mesurant l’attraction gravitationnelle de la planète sur un objet à sa surface. Mais le problème ici est que personne n’a encore calculé un nombre exact pour G. En 1797, le physicien Henry Cavendish a commencé l’expérience Cavendish. À l'aide d'un objet appelé balance de torsion, constitué de deux tiges rotatives attachées à des billes de plomb, Cavendish a trouvé la force gravitationnelle entre elles en mesurant l'angle sur la tige, qui changeait lorsque la plus petite bille était attirée par la plus grande.
Connaissant les masses et la distance entre les sphères, Cavendish a calculé G = 6,74×10−11 m3 kg–1 s−2. Le Comité des données du Conseil international pour la science fixe désormais G = 6,67430 x 10-11 m3 kg-1 s-2, ce qui est légèrement différent du chiffre original de Cavendish. Les scientifiques ont ensuite utilisé G pour calculer la masse de la Terre, en utilisant les masses connues d’autres objets et ont obtenu le nombre 5,9722×10 pour les 24 kg que nous connaissons aujourd’hui.
Cependant, Schlamminger souligne que même si les équations de Newton et les équilibres de torsion sont des outils importants, les mesures basées sur eux sont toujours sujettes à l'erreur humaine. Au cours des siècles qui ont suivi l’expérience de Cavendish, différents scientifiques ont mesuré G des dizaines de fois, à chaque fois avec des résultats légèrement différents. Bien que minime, la différence a suffi à modifier les calculs de la masse de la Terre et à préoccuper les scientifiques qui tentent de mesurer ce nombre.
An Khang (selon Live Science )
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