Значение силы тяжести определяется плотностью Земли. Плотностью Земли называется отношение ее массы к массе воды такого же объема. Так как объем Земли известен, а массу равновеликого водяного шара легко вычислить (при плотности, всюду равной 1), то задача определения плотности Земли сводится к тому, чтобы узнать ее массу. Для этого с помощью крутильных весов определяют притяжение П Земли М. Затем в место наблюдения помещают металлический шар известной массы м и теми же весами определяют значение совместного притяжения Земли и шара. Разность второго и первого значений показывает притяжение л искусственного металлического шара, масса которого известна. Далее задача определения массы Земли сводится к решению пропорции:
М:м=П :п
или масса Земли М во столько раз больше массы металлического шара м, во сколько притяжение к Земле П больше притяжения к искусственному шару п. Было определено, что масса Земли равна 5,98• 1027 г, а средняя плотность — 5,517 г/см3.
Возможность удержания планетой газов выражается так называемой критической или второй космической скоростью, т. е. скоростью, которую, или выше которой, обязано развить тело, чтобы преодолеть гравитационное поле планеты.
Как известно, скорость движения молекул газов зависит от их температуры и относительной молекулярной массы. Если она больше критической, то газы покидают планету. В результате или происходит диссипация (рассеяние) атмосферы (наблюдаемая на Марсе), или планета лишается атмосферы (Меркурий и Луна). Из атмосферы Земли ускользают только легкие гелий и водород.
Если в среднем масса каждого кубического сантиметра вещества Земли равна 5,517 г, то плотность земной коры, как установлено непосредственными геологическими наблюдениями, составляет только 2,65 г/см3. Сопоставление этих двух значения приводит к выводу, что внутри Земли вещество тяжелее, чем на поверхности и чем даже его средняя масса.
