我们的地球容纳了从坚硬的岩石和矿物到数百万物种的生物，覆盖着无数的自然和人造结构。
那么，所有这些加起来重量有多少呢？这个问题并没有单一的答案。就像人在月球上的重量比在家里要轻得多一样，地球也不只有一个重量。地球的重量取决于作用在它上面的重力，这意味着它可能重达数万亿磅，或者根本没有重量。
然而，科学家们花了几个世纪的时间来确定的是地球的质量，即它对抗外力的运动的阻力。根据 NASA 的数据，地球的质量约为 5.9722×1024 公斤，大约相当于 13.1 万亿亿磅。这相当于埃及的卡夫拉金字塔的约 13 万亿份，而金字塔本身重约 100 亿磅（48 亿公斤）。由于太空尘埃的增加和气体从大气中泄漏，地球的质量会略微波动，但这些微小的变化不会在数十亿年内影响地球。
尽管如此，全球的物理学家们仍然无法就小数点位数达成一致，并且达到这个宏大总数并非易事。因为不可能把地球放在天平上，科学家们不得不使用其他可测量的物体来三角测量它的质量。
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首先是艾萨克·牛顿的普遍引力定律，美国国家标准与技术研究院的计量学家斯蒂芬·施拉明格告诉 Live Science。所有具有质量的物体也具有引力，这意味着任何两个物体之间总会有一些力。
牛顿的普遍引力定律表明，两个物体之间的引力（F）可以通过将物体的质量（m₁ 和 m₂）相乘，除以两个物体中心之间的距离的平方（r²），然后将该数字乘以引力常数（G）来确定，也就是所谓的引力的固有强度，或者 F=G((m₁*m₂)/r²)。
利用这个方程，科学家们理论上可以通过测量地球表面上物体的引力来测量地球的质量。但是，有一个问题：没有人能够确定引力常数的数值。
然后，在1797年，物理学家亨利·卡文迪什开始了后来被称为“卡文迪什实验”的实验。使用一种称为扭转天平的物体，由两根旋转的杆组成，连接着铅球，卡文迪什通过测量杆上的角度找到了两组之间的引力大小，随着较小的球被吸引到较大的球上，角度会发生变化。
“他的工作非常独创，在当时产生了很大的影响，”加利福尼亚大学圣地亚哥分校的生理学家约翰·韦斯特告诉 Live Science。
通过知道球体的质量和距离，卡文迪什计算出了 G = 6.74×10−11 m³ kg⁻¹ s⁻²。国际科学理事会数据委员会目前将 G 列为 6.67430 x 10⁻¹¹ m³ kg⁻¹ s⁻²，与卡文迪什最初的数值只有几个小数点的差异。自那时以来，科学家们已经使用 G 来计算地球的质量，使用其他已知质量的物体，并得出了我们今天所知道的 13.1 万亿亿磅的数字。
韦斯特说，虽然距离卡文迪什的实验已经过去了两个多世纪，但他的扭转天平方法至今仍在使用。然而，施拉明格强调，尽管牛顿的方程和扭转天平是重要的工具，但它们提供的测量结果仍然受到人为误差的影响。自卡文迪什实验以来的几个世纪里，不同的科学家已经多次测量了 G，每个人得出的结果略有不同。这些数字仅在小数点后的千分位数上有所变化，但足以改变地球质量的计算，足以困扰那些进行测量的科学家们。
“对我们来说，这就像皮肤上的一道纸裂缝，我们必须修复它，”施拉明格说道。
尽管在 G 值周围存在着挫折，但施拉明格认为这个数字的差异不一定是坏事。
“有时候，宇宙给我们的是一些裂缝，我们可以利用这些裂缝并获得更多的科学理解，”他说道。“这可能是宇宙给我们提供的一个机会，我们不想让这个机会溜走。”
