Asztrofizika Mennyit nyom a Földünk a VILÁGON
Csak a Newton gravitációs törvénye adja a döntő nyomokat a föld súlyára.
Mennyire nehéz a föld és hogyan lehet meghatározni a nap tömegét? A csillagászok évszázadokkal ezelőtt tettek fel maguknak ilyen kérdéseket, miután Nicolaus Copernicus bolygóként leplezte le a földet, Galileo Galilei pedig a napot normális kutatási objektumnak ismerte el foltjai miatt.
Az első lépést a probléma megoldása felé Johannes Kepler német matematikus és csillagász tette, aki 400 évvel ezelőtt tette közzé híres törvényeit a bolygó mozgásáról. Kepler felismerte, hogy összefüggés van egy bolygó keringési ideje és a Naptól való távolsága között. Az áttörést csak Isaac Newton hozta meg, akinek gravitációs törvénye 1687-ben jelent meg nyomtatásban, miután sok éven át használatlanul szunnyadt egy asztali fiókban.
Ez az univerzális természeti törvény, amely mind a földön, mind az űrben érvényes, leírja a keringési idő és a távolság viszonyát, amelyet Kepler talált egy vonzerő eredményeként, amely az adott központi test tömegétől függ: minél nagyobb a tömeg, annál gyorsabban kell haladnia egy bolygónak vagy a Holdnak vagy mesterséges műhold ugyanabban a távolságban mozog a központi teste körül. A hold, amely körülbelül 384 000 kilométerre van a földtől, 27 napot, 7 órát és 43 percet vesz igénybe, hogy egy föld körüli pályát teljesítsen. Viszont a Jupiter Io holdja, amely 422 000 kilométeres távolságban még kissé távolabb van a Jupitertől, egy nap, 18 óra és 27 perc alatt teljesít egy pályát - a Jupiter bolygónak tehát lényegesen nagyobb tömeggel kell rendelkeznie, mint a föld.
Newton gravitációs törvénye azonban sem szolgáltatott abszolút információt, csak relatív értékeket. Ehhez meg kellett határozni az univerzális gravitációs állandó értékét, amely mintegy jelzi az árfolyamot, amikor egyrészt a távolság és a keringési periódus, másrészt a központi test tömege közötti átszámításra kerül. Henry Cavendish angol kutató itt a 18. század vége felé nagyban hozzájárult. Gravitációs egyensúly-kísérlete ma is a klasszikus kísérletek egyike a fizikaórákon. Elképesztően pontos meghatározást tesz lehetővé a „kozmikus” gravitációs állandónak az osztályban.
Ezeknek a fontos állandóknak, valamint a pálya idejének és bármely tárgy távolságának segítségével ma meghatározható a nap és az összes bolygó tömege: A Föld tömege 5.977 billió tonna. 1,989 kvadrillió tonnánál a nap tömege körülbelül 333 000-szer nagyobb.