รู้หรือไม่ว่าโลกของเรามีน้ำหนักเท่าไร แล้วเราจะทราบน้ำหนักของโลกได้อย่างไร

โดยปกติแล้วเมื่อต้องการทราบน้ำหนักของวัตถุใด ๆ เราจะนำวัตถุนั้นไปวางบนตาชั่งและอ่านค่าที่แสดงบนหน้าปัด ก็จะทราบน้ำหนักของวัตถุชิ้นนั้น และไม่ว่าวัตถุชิ้นนั้นจะมีขนาดเล็กหรือใหญ่ ก็จะมีเครื่องชั่งที่เหมาะสม เช่น เมื่อเราต้องการชั่งสารในปริมาณที่น้อยมาก เราก็จะใช้เครื่องชั่งทศนิยม 5 ตำแหน่งในการชั่ง หรือเมื่อเราต้องการชั่งน้ำหนักของรถบรรทุกส่งของ ก็จะใช้เครื่องชั่งขนาดใหญ่ชั่งน้ำหนักรถบรรทุก แล้วถ้าเป็นของที่มีขนาดใหญ่กว่ารถบรรทุกมาก ๆ อย่างเช่นโลก เราจะสามารถชั่งน้ำหนักของโลกได้อย่างไรกัน วันนี้เราจะมาพูดคุยกันในเรื่องนี้

ก่อนอื่นเรามาทำความเข้าใจกับคำว่า "น้ำหนัก" กันก่อน

น้ำหนักแตกต่างจากมวล เมื่อเรายืนบนตาชั่ง สิ่งที่วัดออกมาได้ก็คือ น้ำหนัก (หน่วยเป็นนิวตัน) ซึ่งเป็นปริมาณที่เกิดจากแรงดึงดูดหรือแรงโน้มถ่วงของโลกกระทำต่อมวล (หน่วยเป็นกิโลกรัม) ของเราหรือปริมาณเนื้อสารที่มีอยู่ในตัวเรา ดังนั้น ถ้าเรายืนบนตาชั่งที่อยู่บนดาวเคราะห์ดวงอื่นที่มีแรงโน้มถ่วงที่ต่างออกไป ค่าน้ำหนักที่อ่านได้ก็จะแตกต่างออกไปด้วย เช่น ถ้าอยู่บนโลกเรามีน้ำหนักประมาณ 45 นิวตัน แต่ถ้าไปอยู่บนดาวพุธ เราอาจจะมีน้ำหนักเพียง 17 นิวตัน หรือถ้าไปอยู่บนดวงจันทร์ เราก็อาจจะมีน้ำหนักเพียง 7.5 นิวตันเท่านั้น ขณะที่มวลของเรายังเท่าเดิม ทีนี้ลองจินตนาการว่า เรากำลังชั่งน้ำหนักอยู่ในอวกาศที่ไม่มีแรงดึงดูดระหว่างมวล ดังนั้น เราจึงไม่มีน้ำหนักเลย (หรืออยู่ในสภาวะไร้น้ำหนัก) และโลกที่ลอยอยู่ในอวกาศอันว่างเปล่าก็จะไม่มีน้ำหนักเลยเช่นเดียวกัน

แม้ว่าเมื่ออยู่ในอวกาศ โลกจะไม่มีน้ำหนัก แต่โลกก็ยังมีมวล เช่นเดียวกับเราที่มีมวลคงที่ไม่ว่าจะอยู่บนดาวเคราะห์ดวงไหน และนักวิทยาศาสตร์สามารถคำนวณมวลของโลกได้โดยอาศัยกฎแรงโน้มถ่วงสากลของนิวตัน

F คือ แรงดึงดูดระหว่างมวล
G คือ ค่าคงที่ความโน้มถ่วงสากล เท่ากับ 6.67 x 10^-11 m³/kg.s²
M คือ มวลของโลก
m คือ มวลวัตถุ
r คือ ระยะระหว่างวัตถุทั้งสอง ซึ่งในที่นี้คือ รัศมีของโลกซึ่งเท่ากับ 6.37 x 10⁶ km

จากกฎแรงโน้มถ่วงสากลของนิวตันนี้ทำให้นักวิทยาศาสตร์คำนวณมวลของโลกออกมาได้ประมาณ 6 x 10²⁴ กิโลกรัม และจะเห็นได้ว่า เมื่อเปรียบเทียบกันแล้ว ดาวเคราะห์ที่มีขนาด (รัศมี) เท่ากัน แต่มีมวลมากกว่า ก็จะมีแรงดึงดูดให้วัตถุเข้าหาตัวมันได้มากกว่า หรือก็คือ มวลยิ่งมาก แรงดึงดูดยิ่งมาก โดยแรงดึงดูดนี้ก็คือ แรงโน้มถ่วง หรือ Gravitational pull ซึ่งมีผลต่อน้ำหนักของวัตถุบนดาวเคราะห์นั้น ๆ นั่นเอง

เมื่ออ่านมาถึงตรงนี้ หลายคนคงทราบแล้วว่ามวลกับน้ำหนักของโลกเป็นเท่าไร รวมถึงการหาแรงดึงดูดระหว่างมวล ในที่นี้ก็คือดาวเคราะห์ต่าง ๆ ในระบบสุริยะ และปัจจัยที่ส่งผลต่อแรงดึงดูดระหว่างมวล ซึ่งผู้เขียนหวังว่าบทความนี้จะเป็นแหล่งข้อมูลที่สามารถให้ความรู้แก่ผู้อ่านได้อย่างดี