A finales del siglo XVIII, los científicos comprendían que la gravedad actuaba entre todas las masas, no solo entre la Tierra y los objetos sobre ella, pero nadie había medido directamente la atracción gravitatoria entre dos objetos ordinarios en un laboratorio: la fuerza involucrada era casi inmensurablemente pequeña a cualquier escala que cupiera en una habitación. Obtener un valor fiable de la densidad de la Tierra, y a partir de ella de la intensidad de la gravedad misma, exigía detectar una atracción entre dos esferas de plomo que era una diminuta fracción de la fuerza necesaria para levantar una pluma.
A ese nivel de sensibilidad, el equipo en sí pasó a ser el menor de los problemas: las corrientes de aire provocadas por alguien que pasara caminando, o incluso el calor irradiado por el propio cuerpo del experimentador de pie cerca del aparato, podían ejercer sobre una balanza de torsión sensible más fuerza que la gravedad que esta había sido construida para detectar. Simplemente construir un instrumento más sensible no serviría de nada si la persona que lo leía seguía contaminando la medición con su sola presencia en la habitación.
Selló la balanza de torsión en un cobertizo y leyó la desviación a través de un telescopio desde una habitación contigua, de modo que el calor y el aliento del observador nunca tocaron la medición.
Sellar el aparato en un cobertizo bloqueaba las corrientes de aire y los cambios de temperatura provenientes del observador.
Leer a través de un telescopio permitió a Cavendish ver el resultado sin entrar en la habitación.
Eliminar el calor y el aliento del observador suprimió la mayor fuente de error.
La balanza de torsión midió entonces únicamente la fuerza gravitatoria, arrojando un resultado dentro del 1 % del valor actual.
Cuando la presencia del observador perturba la medición, separar la observación del experimento física o temporalmente.
El resultado de Cavendish situó la densidad media de la Tierra en 5,448 veces la del agua, y la constante gravitatoria derivada de sus datos —6,74×10⁻¹¹ m³kg⁻¹s⁻² en unidades modernas— quedó dentro de aproximadamente el 1 % del valor aceptado hoy. El experimento de Cavendish se considera un hito en la historia de la física experimental, tanto por la primera medición de laboratorio de la gravedad entre masas ordinarias como por la disciplina observacional que demostró: aislar el instrumento de medición de la propia presencia física del observador, un principio que atraviesa la medición de precisión hasta el día de hoy.
CONSULTA LAS PRUEBAS
Las fuentes
- Cavendish experiment Wikipedia · en.wikipedia.org
- Weighing the Earth in 1798: The Cavendish Experiment Stanford University, Department of Physics · large.stanford.edu
- Cavendish Weighs the Earth Michael Beeson, San Jose State University · michaelbeeson.com