所以，我們怎麼知道地球是實心的？嗯，有很多證據表明地球是實心的。例如，地震波在穿過地球時會改變其行為（取決於它們是穿過固體還是液體）。而且，正如我們上面看到的，如果地球是空心的，那麼它的引力場就會非常不同。
如果我們只剩下地球外部 10% 厚的部分會發生什麼？即使這不是一個完美的問題，但我不想問得太長。因此，想像一下地球內部的一部分被神奇地移除了。這使得地球的外部部分厚度為半徑的 10%。由於地球半徑為 6.37 x 10^6 米，因此地表厚度為 637 公里。
讓我們用與上面相同的方法將地球分成5000個小品質。然而，這些品質只會位於地球的外部。而且，所有這些品質的總和不會是整個地球的品質，而是更小的品質。
表面附近物質的密度約為每立方米3500公斤（這裡是密度圖）。使用這個密度和剩餘地球體積（剩下的部分），我們得到的品質為 1.03 x 10^24 千克。是的，這比整個地球的品質少了約 20%。
現在讓我們創建 5000 個點品質。看。
重新計算地球表面的引力場，我得到的值僅為 1.4 N/kg。這比我們正常的地球小得多——這是由於質量減少了。
可是等等！還有其他事情會發生。如果你在地球內部怎麼辦？讓我們只對內部位置（但不是在中心 - 到中心的一半）進行計算。這給出了 <8.88e-3、-1.46e-3、-0.22> N/kg 的欄位值。它並不完全為零，因為我只用了 5000 個品質 - 但它應該為零。
是的，地球內部的引力場為零。你可以像超級英雄或丟失的氣球一樣四處走動（假設你有空氣）。
還有另一種方法可以使地球變得空心。只要把中間的所有東西都拿出來，然後把它擠到外面就可以了。這裡的區別在於總質量沒有改變。這意味著地球表面的引力場仍為9.8 N/kg。你真的無法區分空心地球和實心地球（在大多數情況下）。
這是一個很好的問題。想想我們如何瞭解地球以及它是實心的還是空心的，真是太瘋狂了。我的意思是，僅憑表面是無法真正辨別的。你可以嘗試看看裡面是否是空心的 - 但即使挖 1 公里也不會讓你走多遠。讓我們看一個有趣的實驗，該實驗表明地球是固態的。
在考慮地球之前，有幾個重要的想法需要理解。第一個是萬有引力的思想（這就是我們上面使用的）。1666年，以撒·牛頓提出，導致行星做圓周運動的力與導致物體落到地球上的力相同。所以，任何兩個有品質的物體都會相互吸引。該力取決於距離和兩個品質的值。
第二個想法是地球是球形的（而不是平的——每個不傻的人都知道）。地球不僅是球形的，而且地球的半徑也是由埃拉托色尼確定的。所以每個人都知道地球的大小。
現在進行很酷的實驗。它涉及懸掛在繩子上的物體和一座大山。這個想法是，鉛垂線不是垂直懸掛的，而是沿著由此產生的引力場的方向懸掛。如果你把這條鉛垂線放在一座大山旁邊，山上的引力會把它拉向一邊並導致它偏轉。
三個力作用於品質（我只顯示了兩個）。存在地球（向下）產生的引力、山體（側面）產生的引力以及繩索產生的力。如果知道鉛垂線的角度，就不難找到重力相對於地球力的大小。
這不是一個簡單的實驗。當我們通常使用鉛垂線來確定垂直方向時，您可能會遇到第一個問題——如何確定鉛垂線與垂直方向的偏差。安排。嗯，答案是利用星星的位置來確定垂直方向。
第二個大問題是如何找到一座山的品質？如果知道山的密度和山的體積，那麼求品質就不難了。然而，確定體積確實很困難。如果您能找到一座形狀正確且距離其他山脈不太近的山（這也會產生重力），這會有所説明。
1774年，蘇格蘭的Schiehallion山被選中。經過仔細測量，他們發現鉛垂線的偏差非常小——小於預期。根據他們假設這座山的密度為每立方米 2500 公斤，他們計算出地球的密度為 4500 公斤/立方米。注：地球的實際密度甚至更高 - 值為 5500 kg/m3。
但通過這種計算，很難假設地球內部存在任何空隙。這表明地下物質的密度非常大。更容易解釋的是，地球不僅是固體（確實如此），而且也不僅僅是普通的岩石，就像行星表面那樣。
卡文迪什測量引力常數 (G) 后獲得了更準確的地球品質（和密度）值 - 但那是另一回事了。以下是其完成方式的預覽。