Կիլոգրամն այլևս նախկինը չէ. գիտնականները փոխել են դրա չափման ձևը

Երբևէ հարցրե՞լ եք Ձեզ՝ ինչի՞ն է հավասար մեկ կիլոգրամը։ Ինչի՞ հետ համեմատել գնվող երշիկը, լոլիկը, շաքարավազը, որ այն իդեալական 1 կգ լինի։ Շուկայում, խանութում այդ մթերքները համեմատում են իրենց կշռաքարերի կամ էլեկտրական կշեռքի «հիշողության» մեջ գրանցված չափանիշի հետ։

Իսկ ինչի՞ հետ են են համեմատում դրանք։ Մինչև վերջերս համեմատում էին Փարիզում պահվող մեկ կիլոգրամի էտալոնի՝ անվտանգության բացառիկ պայմաններում պահվող մետաղական գլանի կամ դրա կրկնօրինակների հետ (ստորև լուսանկարներում՝ էտալոնի օրիգինալն ու կրկնօրինակը)։ Դա միջազգային կոնսենսուսային չափանիշ էր, և եթե այն վերանար, ուրիշ այլ բանի հետ հնարավոր չէր լինի համեմատել կիլոգրամը։

Բայց կիլոգրամն այլևս չունի նախկին կշիռը ո՛չ ֆիզիկապես, ո՛չ բարոյապես, որովհետև այդ գլանը ուղղակի մաշվել է ժամանակի ընթացքում։ 1889 թվականին 90 տոկոս պլատինից ու 10 տոկոս իրիդիումից պատրաստված մետաղական «կշռաքարը» կարող էր այս ընթացքում ատոմներ ընդունել հարակից նյութերից կամ հակառակը՝ ինքը ատոմներ տալ հարակից նյութերին՝ ցնդել։

Շուկայից մթերք գնելիս դա մեզ վրա չի ազդի

Էտալոնի փոփոխությունը կարող էր հանգեցնել ընդամենը մի քանի միկրոգրամի ավելացման կամ պակասացման, իսկ մեր առևտրականները այսպես թե այնպես իդեալական մեկ կիլոգրամ չեն կշռում։ Բայց գիտական ու արտադրական խիստ չափանիշներ ունեցող ոլորտները խիստ որոշակի չափման միավորներ են պահանջում։

«Եթե երբևէ այլմոլորակայինները գան Երկիր մոլորակ, ինչի մասին ենք խոսելու, եթե ոչ ֆիզիկայի։ Բայց ֆիզիկայի մասին խոսելու համար պետք է ունենալ համաձայնեցված չափման միավորներ։ Ու եթե մենք ասենք, որ մեր զանգվածի չափման միավորը հիմնված է Փարիզում պահվող մետաղական գլանակի վրա, մեզ վրա կծիծաղի ամբողջ Տիեզերքը»,– ասել է Ստանդարտների ամերիկյան ազգային ինստիտուտի ղեկավարը, երբ դեռ բուռն քննարկումներ էին ընթանում էտալոնից հրաժարվելու մասին։

Հիմա որոշել ենք կիլոգրամը չափել բանաձևով՝ Կիբլի բալանսով. այժմ կիլոգրամը չափվում է էլեկտրամագնիսական այն էներգիայով, որն անհրաժեշտ է այդ զանգվածով կշռաքարը հավասարակշռելու համար (սխեմայում, իսկ դրանից ներքևի լուսանկարում սխեմայի «արտացոլումն է» գործնականում)։ Հաշվի է առնվում նաև գրավիտացիոն դաշտը, բայց դրա մեջ մենք չենք խորանա։

Մի կողմից սա թույլ է տալիս ամբողջ աշխարհի գիտնականներին դուրս գալ փարիզյան «կշռաքարից» կախվածության տակից ու ինքնուրույն հստակ հաշվել կիլոգրամը։ Մյուս կողմից ռոմանտիկան է կորում։ Յոթ հիմնական չափման միավորները, որոնցից օգտվել են աշխարհը փոխած գիտնականները, այլևս ֆիզիկապես գոյություն չունեն (վերջինը հենց կիլոգրամն էր), ու հիմա դրանք հաշվարկվում են բանաձևերով։

Ավելի վաղ նույն բախտին արժանացել էր մետրը

Ի՞նչ էր մետրը։ Դեռևս 18-րդ դարի երկրորդ կեսին որոշեցին, որ մեկ մետրը Հյուսիսային բևեռից մինչև հասարակած ձգվող երկարության 1/10.000.000-րդ մասը (մեկ տասը միլիոներորդ)։ Բայց երկրագունը փոխվում է, դրա լանդշաֆտը փոխվում է, և հետևաբար փոփոխվող էր նաև մետրի չափումը։

1960-ին սկզբունքայնորեն որոշվեց այդ չափը կապել լույսի արագության հետ (հաստատուն մեծություն է)։ 1983 թվականին էլ հստակեցվեց, որ մետրը հավասար է այն տարածությանը, որ լույսը վակուումում անցնում է 1/299.792.458 վայրկյանում (մոտ մեկ երեքհարյուրմիլիոներորդ)։ Գործնականում դա համընկնում էր նախկինում ընդունված չափի հետ, բայց արդեն դառնում էր հաստատուն։

Էլ ավելի բարդ ու «գիտատար» է վայրկյանի բնորոշումը՝ «Ցեզիում-133 իզոտոպի ատոմի երկու գերբարակ մակարդակների միջև անցմանը համապատասխանող ճառագայթման 9.192.631.770 պարբերություններին հավասար ժամանակահատվածն է 0°Կելվին (բացարձակ սառը) ջերմաստիճանում»։ Բայց միտքն այն է, որ բոլոր հիմնական չափման միավորները այսուհետ կապված են հաստատուն ու հստակ չափելի մեծությունների հետ, դրանք կեղծելն ու շփոթելն անհնար է։