지구의 질량은 어떻게 알아냈을까?
How was the mass of the Earth measured?
지구를 저울에 올릴 수도 없는데, 지구의 질량은 어떻게 알아냈을까요?
무슨 일이 일어났나
지구의 질량을 알려면 먼저 만유인력 상수 G 를 알아야 합니다. 땅 위 중력 가속도 g 와 지구 반지름 R 은 잴 수 있으니, G 만 알면 M = g·R² ÷ G 로 지구 질량이 나옵니다.
1798 년 헨리 캐번디시는 비틀림 저울로 납공 사이의 아주 작은 끌림을 쟀습니다. NIST 연구자들은 그가 잰 것이 G 자체가 아니라 논문 제목대로 «지구의 평균 밀도» 였다고 설명하는데, 평균 밀도에 지구 부피를 곱하면 바로 질량이 됩니다.
시뮬레이터는 막대가 흔들리다 멈출 각(0.176°)에서 G 를 6.73×10⁻¹¹ m³/(kg·s²) 로 구하고, 그 G 로 지구 질량 5.92×10²⁴ kg 을 냅니다. 어림 식이라 G 가 오늘의 값(6.674 30×10⁻¹¹, CODATA 2022)보다 약 0.8 % 크게 나와, NASA 가 적은 5.9722×10²⁴ kg 보다 조금 작습니다.
NASA 자료표의 지구 평균 밀도 5,513 kg/m³ 에 평균 반지름 6,371 km 로 구한 지구 부피를 곱해도 약 5.97×10²⁴ kg 이 나옵니다.
💡 생활 속 예시
- 부엌 저울로는 몇 g 을 잴 수 있어도, 두 공이 당기는 167 nN(약 0.017 mg 무게) 같은 힘은 읽을 수 없습니다 — 그래서 아주 작은 비틀림을 크게 보는 장치가 필요했습니다.
- 놀이터의 기다란 시소는 한쪽 끝을 조금만 눌러도 반대쪽 끝이 크게 움직입니다 — 캐번디시도 긴 막대와 거울로 아주 작은 움직임을 키워 읽었습니다.
확인된 값
교육과정에서는
- 한국 2022 · 통합과학1 · 시스템과 상호작용
- 한국 2022 · 고급 물리학 · 역학
출처
- https://nssdc.gsfc.nasa.gov/planetary/factsheet/earthfact.html(확인 2026-11-12)
- https://physics.nist.gov/cgi-bin/cuu/Value?bg(확인 2026-11-12)
- https://www.nist.gov/news-events/news/2026/04/nist-weighs-mystery-gravitational-constant(확인 2026-11-12)
- https://tsapps.nist.gov/publication/get_pdf.cfm?pub_id=923829(확인 2026-11-12)
이어서 보기
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