Dünya’nın Ağırlığını Ölçmek: Tarihi Bir Yolculuk

Gezegenimizin ağırlığını ölçmek, tarih boyunca bilim insanları için zor bir görev olarak görülmüştür. Ancak, “Dünya’nın ağırlığı ne kadar?” sorusu, bilim dünyasının aklını kurcalayan bir muamma olmuştur. Bu sorunun cevabını bulmak ve Dünya’nın kütlesini hesaplamak, 1687 yılına kadar süren bir çabayı gerektirmiştir ve bu süreç 1798 yılına kadar devam etmiştir.

1600’lerin sonlarına doğru, ünlü bilim insanı Isaac Newton, evrensel çekim yasasını önerdi. Bu yasaya göre, evrendeki her parçacık, kütleleri (M) ve bu parçacıkların merkezleri arasındaki mesafenin (R) karesi ile belirlenen bir kuvvetle (F) diğer parçacıkları çeker: F = G(M1 × M2 / D²). Bu formülden de anlaşılacağı üzere, eğer iki nesneden birinin kütlesini ve diğer gerekli bilgileri biliyorsanız, ikinci nesnenin kütlesini hesaplamak mümkündür. Eğer bu nesnelerden birinin kütlesinin siz olduğunu varsayarsak, Dünya’nın merkezine olan mesafemizi kabaca bildiğimiz için, Dünya’nın kütlesini hesaplayabiliriz.

Ancak burada önemli bir engel vardı: Newton’un döneminde G sabiti için bir değer yoktu ve bu nedenle denklemi çözmek mümkün olmuyordu. Newton, bir cismin çekim kuvvetini ölçmenin gezegenler ve aylar gibi büyük cisimler dışında, daha küçük cisimler için yapılamayacağını düşünüyordu. Ancak bu durum, daha sonra yapılan çalışmalarla değişti. Dünya’nın kütlesini ve yoğunluğunu belirlemek, gökbilimcilerin işine yarayacak önemli bir veri olacaktı; çünkü bu veriler, Güneş Sistemi’ndeki diğer gök cisimlerinin kütlelerini ve yoğunluklarını hesaplamalarına yardımcı olacaktı. Ayrıca, Dünya’nın kütlesi de başlı başına ilginç bir bilgi kaynağıydı.

1772 yılında, Royal Society, bu sorunu çözmek için bir “Çekim Komitesi” kurdu. Komite, İskoçya’da bir dağın kullanılması yoluyla Dünya’nın ortalama yoğunluğunu ölçmeye çalıştı. Ekip, Schiehallion Dağı’nın muazzam kütlesinin sarkaçları kendisine doğru çektiğini gözlemledi. Sarkacın hareketini ölçerek ve dağın özelliklerini inceleyerek, Dünya’nın yoğunluğunu kabaca hesaplayabildiler. Ancak nihayetinde, 1797 yılında G sabitinin değeri bulunduktan sonra, Dünya’nın kütlesini hesaplamak mümkün hale geldi.

Bu problemin üzerinde çalışan Jeolog Rahip John Michell, çalışmalarını tamamlayamadan hayata veda etti. Onun ölümünün ardından, Michell’in deneyleri için gerekli ekipmanları kullanarak çalışmalara devam eden bilim insanı Henry Cavendish oldu. Cavendish, oldukça basit bir düzenek ile bilinen bir mesafeyle ayrılmış iki metal küre arasındaki çekim kuvvetini ölçmeyi başardı. Dünya’nın bu metal kürelere uyguladığı yerçekimi kuvveti, tartılarak ölçülebiliyor ve kürelerin yoğunluğu da biliniyordu. Eğer bu iki kuvvet arasındaki oran incelenirse, Dünya’nın kütlesinin yaklaşık olarak 5.974.000.000.000.000.000.000.000 kilogram olduğu sonucuna varıldı.