Comment Henry Cavendish a réussi peser la terre

La question sur la masse de la terre est née au cours des années 1700. La taille était connue, mais la masse était beaucoup plus difficile à mesurer. Finalement c’est Henry Cavendish qui a réussi.

L’histoire de la pomme et Isaac Newton est probablement une fable mais à la fin des années 1600 il a formulé la loi de la gravitation. Si la terre était deux fois plus massive comme il l’est, la force sur la fameuse pomme serait le double. En plus, la force dépende du carré de la distance entre les centres de deux masses.

Le prêtre et naturaliste John Michell pensait qu’il avait trouvé une méthode à peser la terre, qu’il a relevé à son ami Henry Cavendish. En comparant la force avec laquelle une grosse boule de plomb attire un autre objet il devrait être possible de calculer la constant G dans l’équation qu’avait formulée Newton.

Le défi était de concevoir une mesurèrent suffisamment sensibles. Henry Cavendish a utilisé une barre avec des poids à chaque extrémité, au milieu suspendue dans une perche qui en haut était attache à une étagère par un fil métallique élastique. Deux boules de plombe pesant 158 kg étaient placées à proximité des poids sur la barre. Dans cette manière les forces gravitationnelles entre les poids et les boules de plomb se montraient comme une petite torsion dans le fil. Elle était en effet si faible que Cavendish a dû le mesurer avec un miroir illuminé attaché sur la perche.

Les mesures menées en 1789, ont été fait très soigneusement. Il a fallu près de 100 ans avant quiconque a pu réaliser une meilleure précision.

Selon Cavendish la masse de la terre est de 5,980 10²⁴ kg, très proche des 5,974 10²⁴ d’aujourd’hui, une différence de seulement 1%.

Plus problématique a été que la densité de la terre selon les mesures de Cavendish est 5,52 g/cm³. Cependant, la densité pour roches est typiquement autour de 2,5 g/cm³. Le terre doit donc en grand partie être composé de matériaux qui pèsent beaucoup plus que des roches !

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