Prečo sa kovový kilogram musel zmeniť na elektrický

Tento článok vznikol pri príležitosti plánovanej návštevy nositeľa Nobelovej ceny Klausa von Klitzinga na Slovensku.

Dňa 29.4. o 16.00 hod. sa uskutoční v Bratislave jeho verejná prednáška. Miesta si môžete zarezervovať tu.

BRATISLAVA. Od druhej polovice mája bude kilogram úplne iný. Nebojte sa, ak ste si za posledné roky nevšimli, že sa vám pod rukami zmenil meter či sekunda, pravdepodobne si nevšimnete ani zmenu kilogramu.

Zeleninu a mäso si budete vážiť a kupovať rovnako ako predtým.

Vedci však zmenou kilogramu zavŕšili desaťročia snáh o zmenu toho, ako rozmýšľame o svete okolo nás. Museli prekopať všetky základné jednotky od metra, cez sekundu, až po kilogram. Snažia sa, aby náš svet už neopisovali predmety, ale zákony prírody.

Zmení sa všetko a zároveň aj nič.

Prečítajte si tiež: Prečítajte si tiež: Ako môže byť more niekde aj meter nad morom? Čítajte 

Kilogram je jedna zo siedmich základných jednotiek Medzinárodnej sústavy Jednotiek (SI).

Patria sem aj jednotka dĺžky meter, jednotka času sekunda, látkového množstva mol, elektrického prúdu ampér, termodynamickej teploty kelvin a jednotka svietivosti kandela.

S väčšinou jednotiek možno neprídete do kontaktu v každodennom živote, no nie sú o nič menej dôležité.

Každá jednotka zaisťuje, že všetok priemysel, ekonomika, výroba tovarov a služieb, obchod, či vedecké experimenty vychádzajú z rovnakých základov a stabilne fungujú.

Panovníkova noha ako meradlo

Dnešný systém medzinárodne uznaných a používaných jednotiek nebol vždy takto presne vymedzený.

Ešte pred Veľkou francúzskou revolúciou na konci 18. storočia bol v mierach a hmotnostiach totálny neporiadok.

Prečítajte si tiež: Prečítajte si tiež: Ako najďalej sa môže loď plaviť priamym kurzom? Trasa sa začína v Pakistane Čítajte 

Nielenže jednotlivé krajiny sveta mohli mať rozdielne spôsoby určovania dĺžky.

Rozdiely panovali aj vo vnútri samotných krajín a ak ste chceli obchodovať napríklad so susedným mestom, často ste sa museli učiť nové jednotky.

Revolúcia vo Francúzsku neskoncovala len so zastaranou hierarchiou a feudálnou érou.

Vtedajší vedci navrhli celkom nový spôsob určovania mier, ktorý vychádzal z logiky a prírodných javov. Inými slovami, aby si panovník už nemohol stanoviť ako základnú jednotku dĺžku svojej nohy, ako to bolo pri dĺžke zvanej "pied du roi".

"Predstavte si svet, v ktorom pri každom vycestovaní musíte premieňať jednotky tak, ako meníme meny," píše v tejto súvislosti spravodajský web BBC.

Vedcov v tom čase najviac trápilo to, aby boli miery rovnaké a logické. Navrhli ich tak, aby zachytávali fyzikálne vzťahy skutočného sveta.

Ako základnú jednotku stanovili meter, ktorý mal dĺžku jednej desaťmilióntiny dĺžky medzi severným geografickým pólom a rovníkom. Dôležitý bol práve smer poludníka. Keďže Zem nie je guľa, rovníkový obvod je iný ako poludníkový.

Vedci stanovili aj jednotku hmotnosti. Jeden kilogram mal hmotnosť jedného litra čistej vody pri teplote štyri stupne Celzia, keď dosahuje najväčšiu hustotu.

Sekunda, jednotka času, sa zas merala podľa priemernej rýchlosti otáčania Zeme.

Aby sa nové jednotky čo najviac a najrýchlejšie rozšírili, vznikli aj predmety, ktoré miery stelesnili a definovali. Jeden meter predstavovala dlhá kovová tyč. Kilogram sa zas zhmotnil v kovovom valci s názvom Le Grand K.

Prvé nedostatky prototypov

Postupom času sa ukázalo, že spoliehanie sa na fyzické objekty či odvodzovanie na základe prírodných javov prináša so sebou nedostatky.

Avšak inú možnosť dlho ľudstvo nemalo. Nemalo technické možnosti a dostatočne citlivé vybavenie, aby vymyslelo lepšie riešenie.

"Hmotné teleso tu nebude navždy," vysvetľuje pre National Geographic výskumník Stephen Schlamminger z Národného inštitútu pre štandardy a technológie v USA.

Nielen to, hmotné teleso sa mení v priebehu vekov.

Sekunda sa merala podľa otáčania Zeme, no rýchlosť otáčania našej planéty sa mení. Pred storočím bol deň o kratší o milisekundy.

Meter sa najprv určoval konkrétnou vzdialenosťou na zemskom povrchu. No čoskoro po prvej definícii koncom 18. storočia sa ukázalo, že meter sa v skutočnosti nerovná desaťmilióntej časti jedného poludníka a metrológovia museli nájsť iné riešenie.

Navyše, aj tvar planéty sa mení a Zem vo vesmíre ani nebude naveky.

Kilogram zas za uplynulých viac ako sto rokov predstavoval kovový valec. V pravidelných intervaloch ho vyberali z trezoru a porovnávali s oficiálnymi kópiami. Pri každom meraní vedci zistili, že sa hmotnosť prototypu a jeho kópií sa rozchádza.

Nie je pritom jasné, či sa zmenila hmotnosť samotného valca, alebo kópií. Nedá sa to povedať, pretože hmotnosť Le Grand K je, podľa definície, vždy jeden kilogram.

Aj keby niekto z neho odlúpol malý kúsok, stále bude predstavovať jeden kilogram a všetko ostatné bude chybné. Hmotnosť celého sveta by sa zmenila.