נעול בכספת הדורשת שלושה מפתחות לפתיחה, בעיירה סברס שבדרום-מערבית לפריס, יש קילוגרם. למעשה, זהו הקילוגרם, אב-הטיפוס הבינלאומי לקילוגרם (IPK), הקילוגרם שכנגד כל שאר הקילוגרמים חייבים לנקוט את מידתם, לה גרנד ק . צילינדר זה של סגסוגת פלטינה-אירידיום יושב תחת שלוש פעמוני זכוכית מגנים, בסביבה נשלטת על טמפרטורה ולחות, בכספת יחד עם שישה עותקים רשמיים, בכספת התת-קרקעית של סברס.
"אם היית מוריד את זה, זה עדיין היה קילוגרם, אבל המסה של העולם כולו הייתה משתנה, " אומר סטפן שמינגר, פיזיקאי במכון הלאומי לתקנים וטכנולוגיה (NIST) בגית'רסבורג, מרילנד.
ה- IPK יוצא רק מהקמרון שלו כל 40 שנה לערך, כאשר המטיל בגודל כדור גולף, בדיוק קילוגרם בהגדרתו מאז 1889, משמש לכיול עותקים המשותפים למדינות ברחבי העולם. אבל יש בעיה. בכספת עם ה- IPK יש שישה טמינים, או "עדים" - העותקים הרשמיים. במהלך השנים, כפי שמעידים המקרים הנדירים שבהם נמדדה לה גרנד ק ' ועדיה, מסת ה- IPK "נסחפה".
האבטיפוס הבינלאומי לקילוגרם (IPK). (צילום באדיבות ה- BIPM) רוב העדים שוקלים כעת מעט יותר - עניין של מיקרוגרם, או מיליוני גרם - מאשר ה- IPK (אם כי רבים מההעתקים היו מסיביים יותר מלכתחילה). אפשר לומר שה- IPK מאבד מסה, רק אתה לא יכול להגיד את זה, מכיוון ש- IPK הוא קילוגרם אחד ללא עוררין . חוץ מזה, פיזיקאים אפילו לא יודעים אם ה- IPK מאבד מסה או צובר מסה בטווח הרחוק, רק שהוא נסחף לאט בגלל כמויות בלתי מורגשות של חומר שנצבר מהאוויר, או משפשף אותו במהלך שקילה, או מרוח על הכביש משטח כסוף של ה- IPK במהלך אחת האמבטיות המוקפדות שלו.
כפי שאתה יכול לדמיין, הסחף של הרגע הזה גורם למדענים הרבה כאבי ראש - שלא לדבר על תעשיות המסתמכות על מדידות המוניות קטנות ומדוייקות, כמו חברות תרופות.
"כרגע הקילוגרם מוגדר מבחינת המסה של דבר מסוים", אומר איאן רובינסון מהמעבדה הגופנית הלאומית (NPL) בדרום לונדון. "ואם הדבר הזה נהרס או משתנה או משהו כזה, זה מביך."
אחד מעותקי הפלטינה-אירידיום של NIST של ה- IPK, ה- K92, עם רקע המוני קילוגרם נירוסטה. (ג'ניפר לורן לי / NIST) למרבה המזל, למטרולוגי העולם יש פיתרון: הגדר מחדש את הקילוגרם במונחים של קבוע טבעי ואוניברסאלי. מרבית היחידות במערכת היחידות הבינלאומית (SI) כבר מוגדרות על פי קבועים אוניברסליים, כמו המטר, שהוא באופן רשמי האורך הנסע במהירות האור בוואקום תוך 1 / 299, 792, 458 שניה. כמובן שהגדרה זו נשענת על השנייה, המוגדרת כמשך של 9, 192, 631, 770 תקופות של תדר ספציפי של קרינה אלקטרומגנטית (מיקרוגלים במקרה זה) הגורם לאלקטרון החיצוני של אטום צזיום -133 לעבור (לעבור מכמות קוונטית) מדידה של "מסתובב" ל"ספין למטה ", או להפך).
אבל הקילוגרם, היחידה האחרונה שנותרה שהוגדרה על ידי חפץ, התנגדה בעקשנות להגדרה מחודשת - עד עכשיו. ב- 16 בנובמבר, בישיבה ה -26 של הוועידה הכללית למשקלים ומדדים, יתכנסו צירים מ -60 מדינות חברות בסברס כדי להצביע כדי להגדיר מחדש את הקילוגרם על פי קבוע פלאנק - מספר המתייחס לתדירות גל אור ל אנרגיה של פוטון בגל ההוא. ולדברי ריצ'רד דייוויס, פיזיקאי עם הלשכה הבינלאומית למשקולות ומדדים (BIPM), "הם מצפים לרוב משמעותי."
(עדכון: ב- 20 במאי, 2019 נכנסו לתוקף השינויים במערכת היחידות הבינלאומית, כולל הגדרות חדשות לקילוגרם, האמפרה, הקלווין ושומה.)
מקס פלאנק ואלברט איינשטיין
בשנת 1879 לוהק ה- IPK על ידי חברת המתכות היקרות ג'ונסון מת'י בלונדון, מקס פלאנק בן 20 הגן על התזה שלו על החוק השני של התרמודינמיקה, ואלברט איינשטיין נולד. אף על פי ששני המדענים לא ידעו זאת במהלך מסלולי חייהם, עבודתם הקולקטיבית בנושא הפיזיקה הבסיסית של כוח הכובד ומכניקת הקוונטים הייתה באה להניח את היסוד להגדרה של הקילוגרם מהמאה ה -21.
אז מה הקבוע של פלאנק? "ברמה הבסיסית, קשה לומר", אומר דייוויס.
הקבוע של פלאנק הוא מספר קטן מאוד: 6.62607015 x 10 -34, ליתר דיוק, כפי שיוגדר רשמית בפגישה ב- 16 בנובמבר. בשנת 1900 חישב מקס פלאנק את המספר כך שיתאים למודלים של אור המגיע מכוכבים, והתאימם את האנרגיה והטמפרטורה של הכוכבים לספקטרום הקרינה האלקטרומגנטית שלהם (הידועה בכינויה "קרינת גוף שחור"). באותה תקופה, נתונים ניסיוניים העלו כי אנרגיה אינה חופשית זורמת בשום ערך, אלא מכילה צרורות או קוונטה - שמכניקה קוונטית מקבלת את שמה - ופלאנק היה צריך לחשב ערך עבור הצרורות הללו כך שיתאימו לדגמי הקרינה של האדם השחור שלו.
חמש חתני פרס נובל, משמאל לימין: וולטר נרסט, אלברט איינשטיין, מקס פלאנק, רוברט מיליקן ומקס פון לאה, התכנסו לארוחת ערב בה אירעה פון פון לה בשנת 1931. (רשות הרבים) חמש שנים אחר כך פרסם אלברט איינשטיין את תורת היחסות המיוחדת שלו, שתבוא לידי ביטוי כמשוואה המפורסמת E = mc 2 (אנרגיה שווה מסה כמהירות האור בריבוע, אפיפניה שהאנרגיה כרוכה ביסודה בכל עניין היקום). הוא גם חישב את הערך התיאורטי של קוונטה בסיסית אחת של אנרגיה אלקטרומגנטית - המכונה כיום פוטון - שהביאה ליחסי פלאנק-איינשטיין, E = h v . המשוואה קובעת כי האנרגיה של פוטון (E) שווה לקבוע (h) של פלאנק קבוע מתדר הקרינה האלקטרומגנטית ( v, שהוא הסמל היווני nu ולא "v").
"אתה יודע שיש לך אנרגיה של פוטון, שהיא h v, אבל אתה גם יודע שיש לך אנרגיה של מסה, שהיא mc 2 . [אז], E = h v = mc 2 . ממש שם תוכלו לראות כיצד ניתן להשיג מסה מח [קבוע של פלאנק], v [תדר הגל] ו- c [מהירות האור], ”אומר דייוויד ניואל, פיזיקאי ב- NIST.
אבל זה לא המקום היחיד שמופיע הקבוע של פלאנק. המספר נחוץ כדי לתאר את ההשפעה הפוטואלקטרית שעליהם מתבססים תאים סולאריים. הוא משמש גם במודל האטום של נילס בוהר, והוא מופיע אפילו בעקרון הוודאות של הייזנברג.
"זה כמו להגיד, נו, מה עם פי?", אומר דייוויס. "מה זה פי? ובכן, זהו היקף המעגל מחולק בקוטר המעגל. אבל אז Pi מופיע בכל מקום במתמטיקה. זה בכל מקום. "
המפתח המחבר את הקבוע של פלאנק לקילוגרם הוא היחידה שלו, הג'ואל-שניה או J · s. הקבוע מקבל יחידה ייחודית זו מכיוון שאנרגיה נמדדת בג'אול והתדר נמדד ב הרץ (הרץ), או מחזורים בשנייה. ג'ול שווה לקילוגרם כפול מטרים בריבוע מחולק בשניות בריבוע (ק"ג 2 מ"ש 2 ), כך שכמה מדידות וחישובים חכמים ניתן להגיע לקילוגרם.
אך לפני שתוכל לשכנע את העולם לשנות את ההגדרה של יחידת המסה הסטנדרטית, טוב יותר שהמדידות שלך יהיו הטובות ביותר שננקטו אי פעם בתולדות המדע. וכפי שניוב מנסח זאת, "למדוד משהו מוחלט קשה לעזאזל."
מידה כנגד מידה
לעתים קרובות אנו מקבלים כמובן מאליו ששנייה היא שנייה, או מטר מטר. אך במשך רוב ההיסטוריה האנושית, מדדים כאלה של זמן, אורך ומסה היו שרירותיים למדי, שהוגדרו על פי גחמות מנהגים או שליטים מקומיים. אחת הגזרות הראשונות לפיהן יש לתקנן מדידות לאומיות הגיעה ממגנה קרטה בשנת 1215, הקובעת:
"שיהיה מידה אחת ליין בכל הממלכה שלנו, ומידה אחת לאייל, ומידה אחת לתירס, כלומר" הרובע הלונדוני "; ורוחב אחד עבור מטליות אם צבועות, רוסיות או הלברגטים, כלומר שני גבעות בתוך הסוודרים. שיהיה זהה למשקלים כמו במדדים. "
אך בעקבות ההשכלה, כאשר מדענים החלו להתיר את האילוצים הפיזיים של היקום, התברר כי סטנדרטים שונים של מידה מהווים מכשול קשה לקידום המין. מדענים התפשטו על פני כדור הארץ במאות ה -18 וה -19, מודדים הכל מהצורה המדויקת של כדור הארץ למרחק לשמש - ובכל פעם היה צריך להשוות בין לכטר גרמני (כשני מטר, תלוי באזור) לאנגלית בחצר (שהשתנה גם לאורך רוב קיומה), שפעו אי הוודאות והתקשורת השגויה.
עותק של תקן המטר הראשון, אטום ביסודו של מבנה בשדרת דה ווגיראר 36, פריז. (קן אקרט / Wikimedia Commons CC 4.0) לצרפתים הייתה סוף סוף מהפכה - לא רק של פוליטיקה, אלא גם של צעדים. עם תום המאה ה -18, ההערכה היא שלממלכת צרפת היו כ- רבע מיליון יחידות משתנות, מה שאי אפשר היה לעקוב אחר כולן. האקדמיה הצרפתית למדעים דחפה על ידי האסיפה המכוננת הלאומית, שהוקמה בראשית המהפכה הצרפתית, להקים יחידת אורך חדשה אשר תהפוך לאמצעי הרשמי למדינה: המטר, המוגדר כעשרה מיליון. המרחק מהקוטב הצפוני לקו המשווה.
משלחת סקר בראשות מתמטיקאים ואסטרונומים צרפתים ז'אן בפטיסט ג'וזף דלמברה ופייר Méchain ניסחו את המרחק של חלק מאותו אורך, שנמתח מדונקירק לברצלונה, כדי לחשב את המטר החדש. מדידות הסקר הושלמו בשנת 1798, והתקן החדש אומץ במהרה בצרפת.
המטר בא לייצג יחידת מידה בסיסית, בה הוא מגדיר את הליטר (1, 000 סנטימטרים מעוקבים) ואפילו את הקילוגרם (המסה של ליטר מים אחד). עד שנת 1875 העולם היה מוכן לאמץ את השיטה המטרית, ובאמנת מטר של אותה שנה נראו נציגים של 17 מדינות לחתום על חוזה המונה, ויצר את הלשכה הבינלאומית למשקולות ומדדים וקבעה כי תקני המסה ואורך חדשים יהיו יצוק בסגסוגת פלטינה-אירידיום, תוך הגדרת המונה והקילוגרם לעולם.
אולם כגל של מדענים מהמאה ה -20 כמו פלאנק ואינשטיין החלו לחטט ולבצע את המבנה הניוטוני של הפיזיקה, וגילו חוקים חדשים בין עצום הקוסמוס וביסודות האטום, היה צורך לעדכן את מערכת המידה בהתאם . בשנת 1960 פורסמה מערכת היחידות הבינלאומית (SI), ומדינות ברחבי העולם הקימו מוסדות מטרולוגיה כדי לשכלל ללא הרף את ההגדרות הרשמיות של שבע יחידות המידה הבסיסיות שלנו: המטר (אורך), קילוגרם (מסה), שני (פעם) ), אמפר (זרם חשמלי), קלווין (טמפרטורה), שומה (כמות חומר) וקנדלה (בהירות).
תחום אבוגאדרו של סיליקון טהור -28 אטומים. על ידי מדידת נפח הכדור ונפחו של אטום סיליקון -28 יחיד, מטאורולוגים יכולים למדוד את המסה של אטום בודד בתחום, לספק שיטה לחישוב מספר האטומים בשומה, המכונה המספר של אבוגדרו, שיכול לשמש לחישוב הקבוע של פלאנק. (צילום באדיבות ה- BIPM) מיחידות הבסיס הללו ניתן לחשב את כל היחידות האחרות. המהירות נמדדת במטרים לשנייה שניתן להמיר לקמ"ש ומהירויות אחרות; הוולט נמדד במונחים של מגברי זרם והתנגדות באוהם; וההגדרה של החצר כעת פרופורציונאלית ל- 0.9144 של מטר.
כיום, כמו במהלך המאה ה -18, נושא זיקוק המדידות הללו נמצא בחזית היכולת המדעית. אף על פי שלא סביר שההגדרה המחודשת של הקילוגרם תשנה את חיי היומיום שלך, אך ההשפעות האולטימטיביות של הגדרת מערכת מידה מדויקת לרוב נפוצות ועמוקות.
קח למשל את השני. מאז 1967 ההגדרה של שנייה מבוססת על תדירות לייזר במיקרוגל, וללא דיוק זה, טכנולוגיית GPS לא הייתה אפשרית. כל לוויין GPS נושא שעון אטומי, קריטי לתיקון העובדה שהזמן עובר בצורה אינסופית אך איטית למדי על הלוויינים שלנו בזמן שהם מקיפים את כדור הארץ במהירויות גבוהות - אפקט שחזה תורת היחסות של איינשטיין. ללא ההגדרה החדשה, לא היינו יכולים לתקן את השברים הזעירים הללו בשנייה, וככל שהם גדלו, מדידות ה- GPS היו נסחפות יותר ויותר ממסלולן, מה שהופך את הכל, ממפות גוגל ועד תחמושת מונחה GPS, למעט מדע בדיוני.
הקשר בין שני ל- GPS חושף את השילוב הבסיסי של מטרולוגיה ומדע: קידום המחקר מחייב ומאפשר תקני מידה חדשים, ואותם סטנדרטים חדשים של מידה מאפשרים בתורם מחקר מתקדם יותר. לאן ידוע שבסופו של דבר מחזור זה ייקח את המין שלנו, לא ידוע, אולם בעקבות מות פס המטר ונטישת השנייה כמוגדר בשבריר של יום, דבר אחד ברור: ה- IPK נמצא בסמוך לגיליוטינה.
מאזן הקביל
מאזן ה- Kibble של NIST-4, מופעל על ידי המכון הלאומי לתקנים וטכנולוגיה. בניגוד למאזני Kibble קודמים, ה- NIST-4 משתמש בגלגל איזון שפועל כמו גלגלת ולא קורת. היתרה מדדה את פלאנק קבוע עד לחוסר וודאות של 13 חלקים למיליארד. (ג'ניפר לורן לי / NIST) פיסיקאים ידעו במשך עשרות שנים שניתן להגדיר את הקילוגרם מבחינת הקבוע של פלאנק, אך רק לאחרונה המטרולוגיה התקדמה מספיק כדי למדוד את המספר בדיוק כזה שהעולם יקבל הגדרה חדשה. עד 2005 קבוצת מדענים מטעם NIST, NPL ו- BIPM, שאותה מכנה ניואל "חבורת החמישה", החלה לדחוף את הנושא. המאמר שלהם בנושא נקרא " הגדרה מחדש של הקילוגרם": החלטה שהגיע זמנה .
"אני מחשיב את זה כציון דרך", אומר ניואל. "זה היה מאוד פרובוקטיבי - זה הרגיז אנשים."
אחת הטכנולוגיות העיקריות למדידת קבוע פלאנק שזוהה בעיתון היא מאזן ואט, שהושג לראשונה על ידי בריאן קיבבל ב- NPL בשנת 1975. (לאחר מותו בשנת 2016, שמו של מאט הוואט שונה שמו של מאזן הקיבאל לכבודו של בריאן קיבל.)
מאזן ה- Kibble הוא ברמה הבסיסית, ההתפתחות של טכנולוגיה שתחילתה יותר מ -4, 000 שנה: מאזני איזון. אך במקום לשקול חפץ כנגד אחר כדי להשוות בין השניים, איזון הקיבבל מאפשר לפיזיקאים לשקול מסה מול כמות הכוח האלקטרומגנטי הנדרש בכדי להחזיק אותו.
"האיזון פועל על ידי העברת זרם דרך סליל בשדה מגנטי חזק, וזה מייצר כוח, ואתה יכול להשתמש בכוח הזה כדי לאזן את משקלו של מסה, " אומר איאן רובינסון מ- NPL, שעבד עם בריאן קיבל על מאזני הוואט הראשונים משנת 1976 ואילך.
היתרה פועלת בשני מצבים. מצב שקילה או כוח ראשון מאזן מסה מול כוח אלקטרומגנטי שווה. המצב השני, מהירות או מצב כיול, משתמש במנוע כדי להזיז את הסליל בין המגנטים בזמן שהמסה אינה נמצאת על איזון, ויוצר מתח חשמלי המעניק לך את כוח השדה המגנטי המתבטא כמדד לכוח חשמלי. כתוצאה מכך, כוח המסה במצב שקילה שווה לכוח החשמלי הנוצר במצב המהירות.
לאחר מכן ניתן לחשב את הכוח החשמלי כפונקציה של התמיד המתמיד של פלאנק בזכות עבודתם של שני פיזיקאים זוכים נובל, בריאן ג'וזפסון וקלוס פון קליצינג. בשנת 1962 תיאר ג'וזפסון השפעה חשמלית קוונטית הקשורה למתח, ופון קליצינג חשף השפעה קוונטית של התנגדות בשנת 1980. שתי התגליות מאפשרות לחשב את הכוח החשמלי של מאזן הקיבאל מבחינת מדידות קוונטיות (בעזרת קבוע של פלאנק) שמשווה, בתורו, למסה של קילוגרם.
בנוסף למאזן Kibble, "חבורת חמשת" הנייר מתייחס לדרך נוספת לחישוב הקבוע של פלאנק - על ידי יצירה של כדורים של אטומי סיליקון טהורים כמעט 28 - החפצים העגולים ביותר שיצרו האנושות אי פעם. ניתן למדוד את הנפח והמסה של אטום בודד בתחום, המאפשר למטרולוגים וכימאים לחדד את קבוע אבוגדרו (מספר הישויות הוא שומה אחת), ומספרו של אבוגדרו ניתן לחשב את פלאנק באמצעות משוואות ידועות כבר.
"אתה צריך שתי דרכים לעשות זאת כדי שתקבל את הביטחון שאין בעיה נסתרת בשיטה אחת, " אומר רובינסון.
לוח לבן ב- NIST מסביר כיצד איזון Kibble יכול להשוות מידה מכנית (משקל של מסה קילוגרם) למדידה חשמלית (כוח הזרם החשמלי הנדרש כדי להחזיק את הקילוגרם, מבוטא כפונקציה של קבוע של פלאנק). (ג'יי בנט) כדי להגדיר מחדש את הקילוגרם, שינוי שיושם ב -20 במאי 2019, הוועידה הכללית למשקולות ומדדים דרשה לפחות שלושה ניסויים לחישוב קבוע פלאנק לחוסר וודאות של לא יותר מ- 50 חלקים למיליארד, אחד מתוך שחייב לחשב את הערך תוך אי וודאות של 20 חלקים למיליארד. מאמץ הכדור הסיליקון הבינלאומי הפך מדויק דיו בכדי להשיג אי וודאות של 10 חלקים למיליארד בלבד, וארבע מדידות איזון Kibble הניבו גם ערכים בתוך חוסר הוודאות הנדרש.
וכתוצאה מכל המדדים הללו, הרבה יותר מהקילוגרם עומד להשתנות.
מערכת היחידות הבינלאומית החדשה
יותר מהגדרת הקילוגרם מחדש, המפגש ה -26 של הוועידה הכללית למשקלים ומדדים (CGPM) קובע ערך קבוע לקבוע פלאנק, וכתוצאה מכך, החל את השינוי הגדול ביותר של מערכת היחידות הבינלאומית מאז הקמתה בשנת 1960. קודם לכן, הקבוע של פלאנק נמדד ללא הרף, בממוצע של מדידות אחרות ברחבי העולם ורשימה של ערכים חדשים נמסרה למוסדות מחקר מדי כמה שנים.
"אף אחד לא ימדוד את הפלאנק קבוע ברגע ש [הצבעה] זו תעבור, מכיוון שערכו יוגדר", אומר דייוויס.
בנוסף לקבוע פלאנק, קבוע אבוגדרו יוגדר לערך קבוע, וכך גם המטען האלמנטרי ( e, המטען של פרוטון אחד), ונקודת המשולש של המים (הטמפרטורה בה מים יכולים להתקיים כמוצק, נוזל או גז, להגדרה 273.16 מעלות קלווין, או 0.01 מעלות צלזיוס).
על ידי קביעת קבוע פלאנק כערך מוחלט, מדענים מתרחקים ממדידות מכניות קונבנציונאליות ואומצים חבילה של מדידות חשמליות קוונטיות כדי להגדיר את יחידות היסוד שלנו. לאחר הגדרת הקבוע, ניתן להשתמש בו כדי לחשב טווח של מסות מהרמה האטומית לקוסמית, ולהשאיר אחריו את הצורך לפצל את ה- IPK לחלקים קטנים למדידים יותר, או עד להמונים אדירים.
"אם יש לך חפץ, אתה רק עוגן את הסולם שלך בשלב מסוים", אומר שמינגר. "ולקבוע בסיסי לא אכפת מהקנה המידה."
איאן רובינסון עם מאזן ה- Mark Kibble. נבנה על ידי המעבדה הפיזיקלית הלאומית (NPL) בבריטניה, ונרכש מאוחר יותר על ידי מועצת המחקר הלאומית (NRC) של קנדה, שם שימש למדידת ערך קבוע של פלאנק לתוך אי וודאות של 9 חלקים למיליארד. (תמונה באדיבות NPL) הערך החדש לקבוע של פלאנק משנה גם את ההגדרות של יחידות החשמל שלנו, כמו למשל ההגדרה של האמפר מ -1948. פיסיקאים השתמשו זה מכבר בהשפעות ג'וזפסון וון קליצינג כדי לחשב ערכים חשמליים בדיוק, אך מדידות אלה לא יכולות להיות חלק מה- SI עד שאחד המשתנים שלהם - קבוע פלאנק - הוא ערך קבוע.
"תמיד סומך עליי שאם אני רוצה להשיג את וולט ה- SI שלי או את ה- SI ohm שלי, הייתי צריך לעבור את הקילוגרם. הייתי צריך לעבור יחידה מכנית כדי להשיג את יחידות החשמל שלי ", אומר ניואל. "זה נראה מאוד המאה ה -19, וזה היה."
כעת, יחידות החשמל ישמשו להשגת הקילוגרם.
"אנשים מדברים על, הו זה ההגדרה המחודשת של הקילוגרם, אבל אני חושב שזה בעצם מחמיץ נקודה חשובה, " אומר שמינגר. "אנו הולכים להחזיר את היחידות החשמליות הללו ל- SI."
לכל האנשים, לכל הזמנים
ישנם יותר מחצי תריסר מאזני קיבבל ברחבי העולם, ומדינות רבות מדרום אמריקה ועד אסיה בונות את שלהן - מכיוון שברגע שלמדענים יש כזה, יש להם את הכלי לגישה לקילוגרם ולמגוון יחידות יסוד ואמצעים אחרים שהוגדרו על ידי טבע. הקילוגרם כבר לא יוגבל לכספת, שבה מעטים הזכות לגשת אליו אי פעם, וכולם כל כך חוששים לגעת בה שלא משתמשים בה אלא פעם בחצי מאה.
"זה אומר עכשיו, מה שאנחנו יכולים לעשות זה להפיץ את אופן קביעת המסה ברחבי העולם, " אומר רובינסון.
עבור המדענים שעבודתם משפיעה על שינוי זה, מערכת היחידות הבינלאומית החדשה אינה פחות מאירוע היסטורי.
"אני עדיין מדאיג שזה הכל חלום. מחר אני מתעורר, וזה לא נכון, " אומר שמינגר. "אני חושב שזה מסיים את הקשת שאנשים התחילו לחשוב עליהם לפני המהפכה הצרפתית, והרעיון היה לערוך מדידות לכל הזמנים עבור כל האנשים."
סטפן שמינגר מסביר את שיווי המשקל עם קיבבל עם מודל לגו עובד במכון הלאומי לתקנים וטכנולוגיה (NIST) בגית'רסבורג, מרילנד. (ג'יי בנט) "זה היה אחד משיאי חיי", אומר קלאוס פון קליצינג ממכון מקס פלאנק, אשר הקבוע שלו יצטמצם כערך קבוע כתוצאה מ- SI החדש. "זה נפלא. יש לנו איחוד של יחידות קוונטיות אלה ... עם יחידות ה- SI החדשות, ולכן זה מצב נפלא. "
שינויים כאלה בערכי היסוד שלנו לתיאור היקום אינם מסתדרים לעתים קרובות, וקשה לדמיין מתי אחד יתרחש שוב. המונה הוגדר מחדש בשנת 1960 ואז שוב בשנת 1984.
השני הוגדר מחדש בשנת 1967. "עכשיו זה היה שינוי מהפכני למדי", אומר דייוויס. "אנשים לנצח סיפרו זמן על ידי סיבוב כדור הארץ, ופתאום החלפנו לרטט באטום של צזיום."
האם ההגדרה המחודשת של השנייה הייתה שינוי מהותי יותר להבנת האדם מאשר ההגדרה המחודשת של הקילוגרם אין לומר, אך כמו השנייה, הקילוגרם שהוגדר מחדש הוא ללא ספק רגע בולט בקידום המין שלנו.
"להיפטר מהחפץ האחרון ... זה הדבר ההיסטורי, " אומר דייוויס. תקני מדידה התבססו על ממצאים אלה, באמת, מכיוון שמישהו יודע. בחפירות בתקופות הניאוליתיות מופיעים תקנים - אורכים סטנדרטיים, מסות סטנדרטיות - שהם חתיכות קטנות או סלע או משהו כזה. וכך אנשים עושים את זה כבר אלפי שנים, וזה האחרון. "
ה- SI ישתנה שוב, אם כי בעיקר כצורך להפחית את אי הוודאות האינסופיות כבר, או לעבור לאורך גל שונה של אור או מידה כימית שהוא מעט-מדויק יותר ויותר. בעתיד, אנו עשויים אפילו להוסיף יחידות ל- SI לערכים שעדיין לא חשבנו להגדיר. אך יתכן שלעולם לא נעשה את מה שאנו עושים כעת, להשאיר אחרינו את ההבנה של אבותינו, ולחבק מערכת מידה חדשה.
