კაცობრიობას კილოგრამის - პლანეტის მასშტაბით გამოყენებული მასის ეტალონის - ახალი განსაზღვრება აქვს.

20 მაისს, მსოფლიო მეტროლოგიის დღეს დანერგილმა ცვლილებამ გაცილებით უხმაუროდ ჩაიარა, ვიდრე იმ სიახლემ, წელიწადი ნაკიანი წამით გძელი რომ გახადა. მართლაც, პრაქტიკულად ეს არაფერზე იმოქმედებს. სააბაზანოს იატაკზე დადგმულ სასწორზე რიცხვები არ შეიცვლება - სამწუხაროდ თუ საბედნიეროდ.

ამის მიუხედავად, ეს მაინც შთამბეჭდავი წარმატებაა: ეს არის კაცობრიობის გამარჯვება იმ ქაოსზე, რომელიც სამყაროში მეფობს.

როდესაც ნოემბერში მეცნიერები ზომებისა და წონების საერთაშორისო კონფერენციაზე ვერსალში შეიკრიბნენ და მხარი დაუჭირეს ცვლილებას, მათ მეტრული სისტემის დამკვიდრებისას დაბადებულ ოცნებას შეასხეს ხორცი. მეტრული სისტემა - რომელიც შემდგომში ერთეულთა განსაზღვრის საერთაშორისო სისტემადაც იქცა - "ყველა დროისა და ყველა ხალხისთვის" უნდა ყოფილიყო განკუთვნილი.

აქამდე კი კილოგრამი ყველა დროისთვის ნამდვილად არ იყო განსაზღვული. ის არასრულყოფილი გახლდათ; ამიერიდან კი სრულყოფილი იქნება.

აქამდე კილოგრამის განმსაზღვრელი პარიზში არსებული მეტალის ნაჭერი იყო

საუკუნეზე მეტია, რაც კილოგრამს ძალიან მარტივი განმარტება აქვს: ეს იყო იმ პლატინა-ირიდიუმის შენადნობის მასა, რომელიც 1989 წლიდან მოყოლებული ზომებისა და წონების საერთაშორისო ბიუროში, საფრანგეთშია განთავსებული.

მას კილოგრამის საერთაშორისო პროტოტიპს, ასევე Big K-ს ან Le Grand K-ს, უწოდებენ და დედამიწის გარშემო მრავალი ასლი მოეპოვება. მათ შორის რამდენიმე სტანდარტებისა და ტექნოლოგიის საერთაშორისო ინსტიტუტში, მერილენდშია მოთავსებული და წონათა კალიბრირებისთვის და იმაში დასარწმუნებლად იყენებენ, რომ მთელი მსოფლიო ზომათა იდენტურ სისტემას მოიხმარს.

ათწლეულების წინ ამ ბავშვის წონა საფრანგეთში განთავსებულმა მეტალის ნაჭერმა განსაზღვრა. მომავალში კი ბავშვთა წონა ბუნების ფუნდამენტური ძალით დადგინდება.

ფოტო: Fox Photos / Getty

ეს ასლები წარმოადგენს იმის გარანტიას, რომ კილოგრამი კილოგრამის ტოლი იქნება - არ აქვს მნიშვნელობა, თვითმფრინავების მწარმოებელ ქარხანაში იზომება ის თუ შენ მეზობლად გახსნილი სასურსათო მაღაზიის სალაროს ციფრულ სასწორზე. ხოლო მათ გასაგონად, ვინც ფიქრობს, რომ ამერიკაში კილოგრამის ბედი არავის ანაღვლებს, რადგან იქ იმპერიული სისტემის ისეთი ერთეულები გამოიყენება, როგორებიც ფუნტი, ფუტი თუ გალონია, უნდა ითქვას, რომ ეს უკანასკნელებიც ერთეულთა საერთაშორისო სისტემას ეფუძნებიან. ოფიციალურად, ამერიკული 1 ფუნტი განისაზღვრება, როგორც 0.45359237 კილოგრამი.

პრობლემა ის არის, რომ Big K ადამიანის ხელით შექმნილი ობიექტია და, შესაბამისად, არასრულყოფილია. თუ Big K შეიცვლება, ყველაფერი მას უნდა მოერგოს. ეს უკვე მოხდა კიდეც. Big K არ არის მუდმივი და შექმნის დღიდან მან 50 მიკროგრამამდე - დაახლოებით, წამწამის წონა დაკარგა. ნერვების მომშლელი კია, მაგრამ როდესაც Big K მასას კარგავს, ძველი განმარტების თანახმად, ის ისევ ერთ კილოგრამად რჩება.

ეს სულაც არაა კარგი ამბავი. მაშინ უკეთესი ვარიანტი რა არის?

ახალი განმარტება კილოგრამის ღირებულებას ბუნებაში არსებულ ისეთ მუდმივობასთან აკავშირებს, რაც არასდროს და არაფრის დიდებით არ შეიცვლება

მაისის ბოლოდან მოყოლებული კილოგრამი პლანკის მუდმივათი განისაზღვრება.

პლანკის მუდმივა კვანტურ მექანიკაში არსებული კონცეპტია. კვანტური მექანიკა მეცნიერების ის დარგია, რომელიც სამყაროს პაწაწინა კომპონენტების მოქმედებას შეისწავლის. ეს კონცეპტი კი აღწერს იმ პროცესს, რომლის დროსაც მატერიის უმცირესი ნაწილაკები ენერგიას კვანტებად ანუ განცალკევებულ საფეხურებად გამოყოფენ. მარტივად რომ ვთქვათ, პლანკის მუდმივა ის უმცირესი ქმედებაა, რომლის შესრულებაც ელექტრონს შეუძლია.

მნიშვნელოვანი ისაა, რომ პლანკის მუდმივა არასდროს შეიცვლება. ეს კი მას კილოგრამის განსაზღვის ღირსეულ კანდიდატად აქცევს.

იმის ბოლომდე დასაფასებლად, თუ რატომაა აუცილებელი კილოგრამის პლანკის მუდმივათი განსაზღვრა, პირველ რიგში, სხვა ერთეულის განსაზღვრების შეცვლის მაგალითს შევხედოთ. საქმე ისაა, რომ მეტრი - ჩვენს პლანეტაზე მოქმედი სიგრძის ეტალონი - თავის დროზე ასევე გადაკვალიფიცირდა და სინათლის სისწრაფეს მიება.

თავდაპირველად მეტრი საფრანგეთის ზომებისა და წონების საერთაშორისო ბიუროში მოთავსებული პლატინისა და ირიდიუმის შენადნობისგან დამზადებული ძელით განისაზღვრებოდა. შემდეგ ის ხელმეორედ იმგვარად განიმარტა, რომ რადიაციის გარკვეული ტალღის სიგრძის ტოლი გახდა. მაგრამ ამჯერადაც ამგვარი განმარტების პრობლემა მისი უზუსტობა იყო. ის სამყაროს უცვლელ თვისებაზე არ იყო დაფუძნებული.

საფრანგეთის ზომების და წონების საერთაშორისო ბიუროში მოთავსებული პლატინა-ირიდიუმისგან დამზადებული ეს ობიექტი ერთ დროს მეტრის განმსაზღვრელ ეტალონს წარმოადგენდა.

ფოტო: AP Images

აი, სინათლის სიჩქარე, მეორე მხრივ კი, უცვლელია. 1983 წლისთვის მეცნიერებს უკვე შეეძლოთ მისი ზუსტად გაზომვა და ის მეტრის სიგრძის დასადგენად გამოიყენეს, რათა ისიც მუდმივი გაეხადათ.

აი, როგორ მოხდა ეს: ხელახლა განსაზღვრული მეტრი სინათლის მიერ ვაკუუმში წამის 1/299,792,458-ში გავლილი მანძილის ტოლი გახდა. არსებითად, მეტრის დეფინიცია უკვე სინათლის სისწრაფის განმარტებაზეა დაშენებული.

ახლა მივუბრუნდეთ პლანკის მუდმივას. გაწერილად ის ასე გამოიყურება: 6.62607015 × 10-34 მ2კგ/წ.

ამ რიცხვის შემადგენელი ერთეულები, შეგვიძლია, განტოლებად აღვიქვათ. მნიშვნელოვანი კი ისაა, რომ კილოგრამი ამ განტოლების ერთეულთა შორის არის. ამ გზით, რადგან პლანკის მუდმივას ღირებულება დადგენილი და მუდმივია, კილოგრამის ღირებულებაც მუდმივი ხდება.

პლანკის მუდმივაში თითოეული ერთეული ბუნების უცვლელი ძალით არის განსაზღვრული. მეტრი სინათლის სისწრაფეზეა მიბმული, ხოლო წამი - ელემენტ ცეზიუმში არსებული ატომების მახასიათებლებზე. და რადგან პლანკის მუდმივას ღირებულება უკვე გაიზომა და დადგინდა, ეს ნიშნავს, რომ კილოგრამის ღირებულებაც გაზომილ-დადგენილია.

პლანკის მუდმივას ღირებულება კი იმიტომ ვიცით,რომ მისი სიზუსტით გაზომვაზე წლების განმავლობაში ვმუშაობდით. ეს საოცრად რთული დავალება იყო: არსებითად, ჩვენ სამყაროში არსებული ყველაზე პატარა რამ უნდა გაგვეზომა. ამას კი ათეულობით წელი და ისეთი რთული და დახვეწილი მოწყობილობის გამოყენება დასჭირდა, როგორიც კიბლის სასწორია.

კიბლის სასწორი.

ფოტო: Brian Resnick

მაგრამ, როგორც უკვე გითხარით, სანერვიულო არაფერი გაქვთ: ახალი კილოგრამი ძველი კილოგრამის მასის იდენტურია. ეს იმიტომ, რომ მეცნიერებმა პლანკის მუდმივას ღირებულების გასაზომად ძველი კილოგრამი გამოიყენეს.

არსებითად, სწორედ ამ გზით მიება ძველი კილოგრამი პლანკის მუდმივას - ზუსტად ისე, როგორც მეტრის სიგრძე მიება თავის დროზე სინათლის სისწრაფეს.

მაისშივე ახალი განსაზღვრებები მიეწერა ელექტრულ დენს, ტემპერატურასა და ნივთიერების შემცველობას. ისინიც ბუნებაში არსებულ მუდმივებს დაუკავშირდნენ. თუმცა, კილოგრამისგან განსხვავებით, მათი განმარტებები ფიზიკურ ობიექტებზე დაფუძნებული არც ყოფილა. Big K მსგავს ობიექტებს შორის უკანასკნელი გახლდათ.

თუ ამ ყველაფრის გულისყურით წაკითხვა ზედმეტ ტვირთად ჩათვალეთ, მაშინ ამ ცვლილების მთავარ მნიშვნელობაზე მოკლედ გეტყვით: ჩვენ აღარ გვჭირდება აშშ-ს ან საფრანგეთის მთავრობა, ან თუნდაც საერთაშორისო მმართველი ორგანო, იმის სათქმელად, თუ რა არის კილოგრამი. ეს იქნება სამყაროსეული ფუნდამენტური სიმართლე, რომლის გაზომვაც სათანადო აღჭურვილობის მქონე ყველა არსებას შეეძლება.

ამავე თემაზე:

კილოგრამი ცვლილებას განიცდის, თუმცა ეს იმას არ ნიშნავს, რომ სასწორზე სხვა რიცხვი დაიწერება