Na balança cósmica: descubra qual é o peso da Terra em quilogramas

Desde que o astrónomo Nicolau Copérnico revolucionou, na prática, as esferas celestes em 1543, com a publicação do seu modelo heliocêntrico, o nosso planeta passou de centro do universo a mero elemento de sustentação do vasto cosmos. A partir desse deslocamento, medir as dimensões da Terra tornou-se vitalnão apenas para provar o novo modelo, mas também para nos comparar com outros objetos celestes e medir distâncias estelares.

Embora algumas avaliações como diâmetro, circunferência e área superficial pudessem ser realizadas através de observações diretas, utilizando métodos geodésicos (triangulação, trilateração e nivelamento), no caso da massa, que popularmente chamamos de “peso”, o processo levou centenas de anos para estimar, e ainda levanta algumas questões entre os especialistas.

Como queremos saber quantos quilogramas a Terra tem, na verdade procuramos a sua massa, ou seja, a quantidade de matéria que o planeta contém, independentemente da sua localização no Universo. O peso depende de onde o objeto é medido: uma pessoa pesando 80 kg na Terra e pesando 784,8 Newtons terá, na Lua, apenas 129,6 N, ou seja, 16,5% do seu peso.

Então, qual é a massa da Terra?

A Terra é o maior e mais denso dos planetas rochosos do Sistema Solar.Fonte: Imagens Getty

Se os conceitos básicos sobre o peso dos objetos em termos de sua massa e a força da gravidade que atua sobre eles requerem algum conhecimento básico e astronômico para serem compreendidos, imagine como é aplicar essa lógica a um planeta inteiro.

Para chegar ao número desejado, os cientistas primeiro precisavam entender a lei da gravitação universal de Newton e observar os efeitos gravitacionais da Terra sobre outros corpos. Medindo a constante gravitacional, que veremos a seguir, e aplicando as demais observações, foi possível calcular a massa da Terra em aproximadamente 5,9722×1024 quilogramas, segundo a NASA, o equivalente a 5,9722 septilhões de quilogramas.

Este valor ainda pode oscilar um pouco, à medida que a poeira espacial chega ao planeta e alguns gases vazam da nossa atmosfera. De qualquer forma, como não é possível situar a Terra em escala cósmica, os cientistas tiveram que triangular sua massa, utilizando outros objetos mensuráveis.

“Pesando a Terra”: a lei da gravitação universal

Embora a fórmula de Newton remonte a 1687, o valor de G só foi medido em 1798.Fonte: Imagens Getty

O primeiro componente fundamental para estimar com precisão a massa da Terra era a lei da gravitação universal de Isaac Newton, pois forneceu a base matemática para calcular a força da gravidade entre a Terra e outros objetos. Parte do princípio de que tudo que tem massa também tem força gravitacional, ou seja, “quaisquer dois objetos sempre terão alguma força entre eles”.

Na fórmula, Newton afirma que a força gravitacional entre dois objetos (F) pode ser determinada multiplicando as respectivas massas dos objetos (m1 e m2), dividindo pela distância entre os centros dos objetos ao quadrado (r²), e então multiplicando esse número pela constante gravitacional (G), também conhecida como força intrínseca da gravidade.

Mas foi apenas 111 anos depois que o físico Henry Cavendish conseguiu determinar o “G” da questão, ou seja, a primeira medição precisa da constante gravitacional. Usando um experimento chamado balança de torção, o britânico chegou a um valor muito próximo de do que o atualmente aceito pela CODATA, que é 6,67 x 10 elevado a -11 N.m²/kg². O resultado é uma notação científica igual a 0,0000000000674.

“Fachaduras que o Universo oferece”

A experiência de Cavendish continua a ser usada mais de dois séculos depois.Fonte: Imagens Getty

Como você pode ver, este valor de G é extremamente pequeno porque a força gravitacional que governa o Universo também é extremamente fraca. Imperceptível para nós, precisaríamos ter uma massa corporal semelhante à dos planetas, ou estrelas, para senti-lo. Para se ter uma ideia, a força gravitacional entre dois seres humanos é 10²⁰ vezes menor que a existente entre a Terra e a Lua.

Hoje, mais de dois séculos depois da experiência de Cavendish, seu método continua a ser utilizado, apesar de limitado quando comparado às tecnologias modernas. Para o metrologista do Instituto Nacional de Padrões e Tecnologia (NIST) dos EUA, Stephan Schlamminger, apesar de serem marcos na história da física, as duas ferramentas fornecem medições que estão sujeitas a erro humano.

Falando à WordsSideKick.com, Schlamminger não vê essas inconsistências como necessariamente ruins. “São brechas que o universo nos dá para que possamos usar nossas alavancas para obter mais conhecimento científico”, finaliza. Isto faz da busca pelo “peso” exato da Terra uma questão que continua a motivar pesquisas ativas na física moderna.

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