Una breve storia del chilogrammo, e perché gli scienziati sono pronti a rivederlo
Doveva essere il sistema di misura per tutte le persone, in tutti i luoghi, per tutto il tempo – un sistema che utilizzava il mondo naturale come base. Ma nei secoli da quando il re Luigi XVI di Francia incaricò per la prima volta un gruppo di scienziati di aiutarlo a sviluppare un nuovo sistema di misura, molte delle basi del sistema metrico decimale si sono dimostrate fondamentalmente instabili. Poche caratteristiche del sistema sono state più fastidiose dello standard di misura per il chilogrammo, che potrebbe cambiare per sempre dopo una votazione che si terrà questa settimana alla Conferenza generale annuale su pesi e misure.
I delegati sembrano optare per un nuovo sistema di misura, definito in termini di una corrente elettrica, come base per il chilogrammo. Per capire perché, è utile andare indietro nella storia.
Prima del chilogrammo, c’era il “grave”. Questo, propose il re alla fine del 1700, sarebbe una misura standard basata sul peso di un litro d’acqua appena sopra il punto di congelamento. (Per trovare la sua “vera massa”, sarebbe stato pesato nel vuoto.) Questa misura inalienabile è stata poi rinominata il chilogrammo, con il grammo – un millesimo del suo peso – l’unità chiave.
Ma c’erano alcuni problemi con l’approccio. Per cominciare, è essenzialmente impossibile pesare un recipiente aperto di liquido nel vuoto, e la pressione dell’aria ha un’influenza sostanziale sulla massa. Quando gli scienziati tentarono di ripesare un decimetro d’acqua nel 1799, il risultato finale fu solo il 99,92072% della massa del chilogrammo provvisorio fatto quattro anni prima. Un tale margine di errore richiedeva qualche altro standard assoluto come misura di base, e che non fosse influenzato da nulla, non ultimo dai capricci dell’aria che lo circonda.
La soluzione arrivò un secolo dopo, sotto forma di un piccolo cilindro di metallo fatto di platino e iridio. Questo, finalmente, era l’ur-kilogrammo, il chilogrammo definitivo, il chilogrammo inviolabile. Sarebbe stato tenuto lontano dalle orde, posto sotto una serie di campane a forma di bambola russa e rinchiuso in un caveau nella periferia di Parigi. (Decine di copie sarebbero state conservate altrove e utilizzate per standardizzare i sistemi di pesi e misure delle singole nazioni.)
Negli ultimi 129 anni, l’originale di Parigi – il chilogrammo prototipo internazionale – è servito come base per quello che conosciamo come il chilogrammo. Occasionalmente, viene tirato fuori e pesato, come si potrebbe fare con qualsiasi standard internazionale di misura. Ma, mentre per definizione pesa sempre un chilogrammo, l’IPK sembra aver perso massa rispetto alla massa delle copie. Le teorie abbondano; forse le copie hanno assorbito molecole d’aria, o forse i tecnici che maneggiano l’originale l’hanno pulito troppo vigorosamente e hanno rasato via qualche atomo.
Molti metrologi sembrano sia convinti che irritati dall’incostanza dell’attuale misurazione del chilogrammo. Come Stephan Schlamminger, un fisico del National Institute of Standards and Technology degli Stati Uniti, ha detto al Guardian: “Se gli alieni visitassero mai la Terra, di cos’altro potremmo parlare se non di fisica? Se vogliamo parlare di fisica dobbiamo essere d’accordo su una serie di unità, ma se diciamo che la nostra unità di massa è basata su un pezzo di metallo che teniamo a Parigi, saremo lo zimbello dell’universo.”
Il voto pesante di questa settimana potrebbe spogliare per sempre la secolare riverenza intorno a questo singolare blocco metallico.