计算行星质量（我们如何计算一个行星的质量）

这其实是件相当酷的事情。

牛顿凭借着他万有引力的理论而闻名世界。他证实了两个物体间的吸引力是可以通过两个物体的质量、他们距离的平方以及万有引力常数计算得出的。当你把一个苹果放在天平上，你其实是在测量苹果和地球之间的力。苹果的质量是取决于它和地球两者的质量，如果地球的质量不同了，苹果在地球上的质量也会改变。

所以，一旦我们测出了苹果的重量，就可以回过头来。我们可以很容易转换苹果的重量来找到它的质量。我们也知道苹果中心到地球中心的距离，因为我们知道地球有多大（我们先测出地球有多大是另一个故事了，当然也是有趣的一个）。有了这些数据，我们不知道的就是地球的质量和万有引力常数了。如果我们知道了一个，我们就可以利用牛顿的方程来计算出另一个了。

卡文迪许是一位聪慧且富有的，但却内向又古怪的十八世纪的科学家。他在科学领域有着相当多的突破性发现，但许多都没有被发表出来。但是他发表了的发现中就有一个是万有引力常数。这就看到啦，重力意味着所有物体间都存在着吸引力，并不只有行星和星星。所以你把一个大的沉的金属球放在另一个大的沉的球体旁边，他们之间也存在着吸引力。

当然了，相比于行星，对于350磅的金属块来说，这个吸引力是极其极其微小的，但它仍然是客观存在的。一位叫John Michell的业余科学家兼职牧师，他发明了一套相当精致的装置来测量这种微小的吸引力，并且死后将它留给了卡文迪许。在经历了许多挫折和错误之后，卡文迪许设法开始了一个精确测量一对金属球间引力的实验。知道了引力、球的质量、它们之间的距离，卡文迪许能精确计算万有引力常数。（以防好奇宝宝追问，万有引力常数就是6.67*10-11m2/kg*s2）

知道了这个数字，我们就能为全世界解决质量等式。每次你站在浴室里的称上，你就可以测量行星的质量。如果我们知道你距离地球中心的距离，然后我们就能用牛顿的万有引力等式算出来你所在的行星的质量。更进一步，一旦我们知道地球的质量，我们就可以用轨道观测来计算月亮和太阳的质量，然后我们用它们的质量也能得到太阳系中其他行星的质量。这切的测量第一次可能成为现实是通过一位200年前的英国人 留下的琐碎而精致的遗产实现的。

行星质量是对类似行星物体的测量。在太阳系中，行星通常以天文系统单位测量的，质量单位是太阳质量(M☉)。在研究太阳系外行星时，对于大量气体的巨型行星通常是以木星(MJ)做测量单位，对于较小的岩石地上行星通常以地球(M⊕)做测量单位。

在太阳系内行星的质量是在准备星历表时校正后的参数。在如何计算行星质量中有三个变量：

如果一个行星有天然的卫星，它的质量可以用牛顿万有引力定律计算，从而得出开普勒三定律的概括内容，其中包括行星及其卫星的质量。这样可以用太阳质量当单位来预先测量木星质量。

从一个行星对其他行星轨道的影响可以推断出它的质量。在1931-1948年，这个方法的错误应用导致了对冥王星质量的错误计算。

可以使用从太空探测器轨道收集的数据。例如旅行者号对外行星的探测和信使号对水星的探测。

另外，许多其他方法也能给出合理的近似值。例如，瓦鲁纳这一潜在的矮行星，和豪迈这一矮行星一样，在它的轴上快速旋转。豪迈必须要有很大的密度，以防被离心力撕成碎片。通过一些计算，可以对物体密度设置限制。因此，如果已知一个物体的大小，一个对于质量的极限可以被确定。更多有关的详细信息，请参看链接。

参考资料

1.WJ百科全书

2.天文学名词

3. 他在狂笑- forbes

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