Сегодня килограмм определяется через фундаментальные физические константы, но почти полтора столетия он существовал в виде реального металлического цилиндра, который хранился в специальном хранилище во Франции. Этот цилиндр считался главным эталоном массы для всего мира. Почему же учёные так долго опирались на физический предмет, а не на природные или математические определения?
Нужна была максимально точная и стабильная мера
Когда в XIX веке формировалась международная система измерений, главной задачей было создать единицы, которые можно точно воспроизвести и одинаково понимать в разных странах. Для длины это удалось сделать относительно быстро, а вот с массой всё оказалось сложнее.
Масса — величина, которую трудно связать напрямую с природным явлением так же просто, как длину с расстоянием или время с движением Земли. Поэтому учёные решили создать физический объект, который будет служить эталоном.
В 1889 году был изготовлен цилиндр из сплава платины и иридия. Этот металл выбрали потому, что он очень устойчив к коррозии, почти не изнашивается и сохраняет форму.
Как хранился мировой килограмм
Оригинальный эталон килограмма хранился в Международном бюро мер и весов недалеко от Парижа. Чтобы защитить его от изменений, цилиндр держали:
-
под несколькими стеклянными колпаками;
-
в специальном сейфе;
-
в условиях стабильной температуры и чистоты.
С этого эталона делали точные копии, которые отправляли в разные страны. Национальные лаборатории сравнивали свои гири с этими копиями, чтобы все измерения в мире оставались одинаковыми.
Проблема физического эталона
Со временем учёные заметили, что даже самый стабильный металлический объект может немного изменяться. Например, на поверхности могли оседать микроскопические частицы или, наоборот, происходила потеря атомов при очистке.
Разница была крайне маленькой — всего несколько десятков микрограммов — но для современной науки это уже считалось значительной погрешностью.
Поэтому в XXI веке было принято решение отказаться от физического предмета и определить килограмм через фундаментальную физическую константу — постоянную Планка.
Металлический эталон килограмма существовал так долго потому, что в своё время это был самый точный и надёжный способ определить массу. Но развитие науки позволило перейти к более стабильному и универсальному методу — определению единицы через неизменные законы природы.
