嘿聪明的各位，我是Joe
一磅的羽毛和一磅的铁
哪个更重呢?
对不起我忘了把单位从英制变公制
好多了
更重要的是，一千克的羽毛 和一千克的铁哪个重?
没错
这问题很难
一千克的羽毛和一千克的铁... 这一切都取决于
你在哪里称它们
[开场乐]
物体的质量: 一千克的羽毛、 一千克的钢铁、还有你和我，在任何地方都不改变
因为质量的定义是一个物体有多少物质存在
它是你身上所有的原子加在一起
但体重(重量)不是一个常数，它随着地点而变
它是重力场对一个物品在特定一点的吸引力
所以你的位置影响你的重量
例如在月球上你的重量会是地球上的约16.5%
因为月球上的重力约只有地球的16.5%
同样地
在地球的不同地方，你的重量也不一样
所以问题来了: 在地球上的哪里，你、羽毛，或铁，会最重呢?
在哪里，你又会变得最轻呢?
让这个问题变难的原因是"重量"的定义并不只一种
对大部分人来说，重量就是在体重计上看到的数字
体重计的确测量体重，也就是地球对你的重力
但体重计上的单位，例如磅和千克，并不是"重量"的单位
正确来说，它们是"质量"的单位，而就像你刚刚所看到的
"质量"和"重量"不一样
所以若你的体重计显示你的重量不是用几"牛顿"而是几"千克"，它其实骗了你
质量是你所有原子所具有的物质
而重量是你和你身上那一堆原子受到多大的重力
大部分时间这种差异一点也不重要，因为当你在同一个地点用同一个秤量不同东西的重量
它们其实受到一样多的影响
但一千克在北极的羽毛比一千克在赤道的铁重
原因其实挺奇怪的
如果地球是个光滑的、不转动的、独自漂浮在太空中不受影响的球体
这个问题会很好解决
一个这样的星球，表面上各处的重力都会一样
但地球不是这个样子
欸，你是不是准备在留言说一些地平论笑话
孩子，我在这里呼吁，向地平论说不!
因为我相信真正的科学!
(D.A.F.E.别相信地平论者)
(椭圆的地球) 首先，地球在转。
嗯其实这也不算坏事
转动其实是件好事，这让一半的地球不是冰天雪地
但它意味着地球不是圆的
赤道以每秒460米的速率转动
当一个圆形的东西转动，会让垂直转轴的部分凸起
物理上的解释不简单，但你应该可以直观了解
地球的赤道区域其实略鼓
另外，站在赤道上的人会明显感觉到一个往上的推力，
就像那种会旋转的游乐设施
距离越远，重力越弱，所以离地心稍微远一点
加上微微往上的推力...请给我鼓声
...在赤道上的重力会比南北极弱约0.5%
但这个鼓起“椭圆”的地球还不是故事的全部
地球不是光滑的巧克力蛋糕，反而像加了坚果的布朗尼
地球上有一块块密度不同的物质
造成表面各处的重力不太一样
例如冰岛下的地壳和大西洋中洋脊就比印度洋密度更高
代表他们具有更多质量，也就有更大重力
当你仔细考虑地球的物质分配
重力的大小取决于你脚下地壳的岩石种类
或者你其实在水上，甚至要考虑地球内部的物质
还有你的海拔高度...有太多因素可以考虑
所以说，现实中的地球是一个被压扁的、旋转着的、起伏不平的不规则球体
但我们需要仔细测量这些差异
来让一些精确的科技产品，例如GPS，正常工作
我们可以到处测量不同地方下的重量，但是那很花时间
科学家有酷得多的办法
NASA用一个卫星在同轨道上跟随另一个一样的卫星
当第一个卫星经过一个重力比较大的地方，它的轨道会被加速
然后两个卫星距离被拉开
当第二个卫星经过时，它也移动更快，拉回本来的距离
但是当第一个卫星经过重力较小的地方，它的速度会放慢
第二个卫星在经过该区域前又会追上一点
这听起来像永无止境的猫抓老鼠，NASA也这么觉得！
他们甚至将这两颗卫星命名为汤姆与杰瑞！
为了拥有地球完整的重力数据
科学家可以测量这两颗卫星间的距离精确到人的头发宽度
我们可以区别小至0.001%的重力差异
喜马拉雅山、安第斯山脉和印度尼西亚都有略大的重力
而哈德逊湾和印度洋的重力则比较小
让我们回到最开始的问题: 根据刚刚所讨论的，到底在地球上的哪里
你、一千克羽毛或一千克铁，会最重?
答案是俄罗斯北边的一处海上
因为地球的自转让重力在接近南北极处更重
加上此处有密度特别大的地壳
那在哪里你最轻呢?
如果你猜赤道，答案十分接近
是秘鲁的瓦斯卡兰，地球中部以南的一座山
高度和纬度造就地球上重力最弱的地区
但这影响其实不大
如果你在秘鲁山顶丢一颗球，它落地的时间只会比在最重的点丢晚1.6毫秒
而一个七十千克的人只会少半千克
虽然千克不是重量单位(我们已经说过)
但如果你真的想用科技和物理减肥
爬山也是个方法
至少你爬的时候真的会损失热量
请继续保持好奇心