A massa da Terra!

Olá pessoal,

No nosso último post de Curiosidades colocamos várias informações sobre a Terra, e algumas delas são realmente muito curiosas. Uma é a massa da Terra. Como alguém pode medir? Hoje vamos mostrar como os cientistas chegaram naquele número (literalmente) astronômico. As informações que estão escritas aqui foram retiradas do livro "Breve História de quase tudo" de Bill Bryson, que nós já recomendamos aqui no blog. 

Tudo começou com sir Isaac Newton, e os Principia ou Philosophiae Naturalis Principia Mathematica. Muito poucas vezes na história uma pessoa fez observações tão inesperadas da Terra quanto Newton, o que o fez famoso pelo resto da vida. Uma das principais partes do livro são as famosas 3 leis de Newton. A grosso modo, as 3 leis dizem que uma coisa se move na direção que é impelida; que continuará em movimento em linha reta até que alguma outra força atue para retardá-la ou desviá-la e que toda ação possui uma reação oposta e igual. Além das 3 leis, ainda havia a lei da gravitação universal, segundo a qual todo objeto no universo exerce atração sobre os outros. "Só" isso! Os Principia serviram de base para muitas descobertas realizadas, inclusive a massa da Terra. 

Uma das conjecturas de Newton foi a de que um prumo pendurado próximo de uma montanha se inclinaria ligeiramente na direção desta, afetado pela massa gravitacional da montanha e da Terra. Caso esta deflexão fosse medida precisamente e se calculasse a massa da montanha, seria possível calcular a constante gravitacional universal (ou G) e, com a constante, a massa da Terra.  É aí que entra em ação a  Academia Real Francesa e seus corajosos (e desastrados) cientistas. Os franceses foram muito importantes e algumas histórias seriam realmente engraçadas, se não fossem trágicas. Falaremos mais deles em outras curiosidades. Borger e La Condamine haviam tentado no monte Chimborazo, no Peru, mas foram derrotados por dificuldades térmicas e por suas brigas. Trinta anos depois, Nevil Maskelyne, um astrônomo inglês percebeu que o xis da questão estava em encontrar uma montanha de formato suficientemente regular para que sua massa fosse avaliada. A Royal Society contratou o astrônomo e topógrafo Charles Mason para realizar tal tarefa. A tal montanha ficava na Escócia, logo acima do lago Tay, chamada Shiehallion, mas nada convenceria Mason a passar o verão topografando a montanha. No verão de 1974, Maskelyne passou 4 meses em Shiehallion realizando o trabalho junto com uma equipe de topógrafos. Eles realizaram centenas de medições de todas as posições possíveis. 

Os cálculos matemáticos foram realizados por Charles Hutton. Os topógrafos cobriram um mapa com dezenas de cifras, cada uma marcando uma elevação a partir de certo ponto ou ao redor da montanha. Hutton observou que, se usasse um lápis para ligar os pontos da mesma altura, tudo ficava mais organizado. Ele havia inventado as curvas de nível. Extrapolando as medições realizadas, Hutton calculou a massa da Terra em 5 trilhões de toneladas. No entanto, nem todos ficaram contentes pelos resultados, especialmente pelas extrapolações de Hutton. Jonh Mitchell foi uma destas pessoas. Mitchell construiu uma máquina afim de medir a massa da Terra, mas infelizmente morreu antes de tentar. A engenhoca foi passada para Henry Cavendish, que parecia mais um personagem de livro do que uma pessoa real. Extremamente tímido e reservado, só se comunicava com as pessoas por carta, inclusive com seu caseiro. Entre muitas outras coisas, Cavendish descobriu ou previu a lei de conservação da energia, a lei de Ohm, lei das pressões parciais de Dalton, lei das proporções recíprocas de Ritcher, leis dos gases de Charles e os princípios da condutividade elétrica além de prenunciar o efeito do atrito das marés no retardamento da rotação da Terra e os equilíbrios heterogênicos. Ele também deixou pistas que levaram à descoberta dos gases nobres, uma família em que os gases não se misturam ou não reagem com os outros (assim como ele!). 

Aos 67 anos, Cavendish olhou com mais atenção para o equipamento que Mitchell havia deixado para ele. O aparelho continha pesos, contrapesos, pêndulos, eixos e fios de rotação. No núcleo da máquina ficavam duas bolas de chumbo de 159 quilos, suspensas ao lado de duas esferas menores. A idéia era medir a deflexão gravitacional das esferas menores pelas maiores, e assim poderia se calcular a constante gravitacional. As medições tinham que ser incrivelmente precisas e levaram um ano para serem realizadas. Cavendish concluiu que a terra pesava 6 bilhões de trilhões de toneladas métricas. 

Atualmente os cientistas tem máquinas tão precisas que podem determinar o peso de uma bactéria , mas as medições da massa da Terra não mudaram muito desde Cavendish. A melhor estimativa atual é de que a massa da Terra é de 5,9725 bilhões de trilhões de toneladas métricas, uma diferença de apenas 1% em relação ao número predito por Cavendish. Curiosamente, tudo isso apenas confirmou estimativas feitas por Newton 110 anos antes de Cavendish (e sem nenhum experimento realizado). 

Vamos continuar respondendo às nossas curiosidades anteriores. Vocês tem alguma curiosidade em especial? Mandem pra gente!

Um abraço a todos