Krátká historie kilogramu a proč jsou vědci připraveni jej revidovat
Měl to být měrný systém pro všechny lidi, na všech místech a po celou dobu – systém, který by vycházel ze světa přírody. Ale během staletí, která uplynula od chvíle, kdy francouzský král Ludvík XVI. poprvé pověřil skupinu vědců, aby mu pomohli vyvinout nový systém měření, se ukázalo, že mnohé základy metrické soustavy jsou od základu špatné. Málokterý prvek tohoto systému byl problematičtější než měrný standard pro kilogram, který se možná nadobro změní po hlasování, které se uskuteční tento týden na každoroční Generální konferenci o mírách a váhách.
Delegáti se zřejmě rozhodnou pro nový měrný systém definovaný pomocí elektrického proudu jako základ pro kilogram. Abychom pochopili proč, je užitečné vrátit se do historie.
Před kilogramem existoval „hrob“. Ten, jak navrhl král na konci 17. století, by byl standardní mírou založenou na hmotnosti litru vody těsně nad bodem mrazu. (Pro zjištění její „skutečné hmotnosti“ by se zvážila ve vakuu.) Tato neodmyslitelná míra byla nakonec přejmenována na kilogram, přičemž klíčovou jednotkou se stal gram – jedna tisícina jeho hmotnosti.
Tento přístup však provázelo několik problémů. Za prvé je v podstatě nemožné zvážit otevřenou nádobu s kapalinou ve vakuu – a tlak vzduchu má na hmotnost podstatný vliv. Když se vědci v roce 1799 pokusili převážit decimetr vody, konečný výsledek činil pouhých 99,92072 % hmotnosti provizorního kilogramu vytvořeného o čtyři roky dříve. Takové rozpětí chyby vyžadovalo jako základní měřítko nějaký jiný absolutní etalon, který by nebyl ničím ovlivněn, v neposlední řadě rozmary okolního vzduchu.
Řešení přišlo o století později v podobě malého kovového válce vyrobeného z platiny a iridia. To byl konečně ur-kilogram, konečný kilogram, nedotknutelný kilogram. Měl být uchováván mimo dosah hord, umístěn pod sérií zvonů připomínajících ruské panenky a uzamčen v trezoru na předměstí Paříže. (Desítky kopií by se uchovávaly jinde a používaly by se ke standardizaci systémů měr a vah jednotlivých národů.)
Posledních 129 let sloužil pařížský originál – Mezinárodní prototyp kilogramu – jako základ toho, co známe jako kilogram. Příležitostně se vyjímá a váží, jak je to možné u každého mezinárodního etalonu míry. Ale přestože podle definice vždy váží jeden kilogram, zdá se, že IPK ztratil na hmotnosti vzhledem k hmotnosti kopií. Teorií je mnoho; možná kopie absorbovaly molekuly vzduchu, nebo možná technici, kteří manipulovali s originálem, jej příliš důkladně očistili a oholili lichý atom.
Mnoho metrologů se zdá být přesvědčeno a zároveň podrážděno bezchybností současného měření kilogramu. Jak uvedl Stephan Schlamminger, fyzik z amerického Národního institutu pro standardy a technologie, pro deník Guardian: „Kdyby Zemi někdy navštívili mimozemšťané, o čem jiném bychom se bavili než o fyzice? Pokud chceme mluvit o fyzice, musíme se shodnout na souboru jednotek, ale pokud řekneme, že naše jednotka hmotnosti je založena na kusu kovu, který uchováváme v Paříži, budeme terčem posměchu celého vesmíru.“
Vážné hlasování z tohoto týdne může nadobro odstranit staletou úctu k tomuto jedinečnému kovovému bloku.