Kilogrammet er ikke noe lenger. I stedet er det en abstrakt idé om lys og energi.
Per i dag (20. mai) har fysikere erstattet det gamle kiloet - en 130 år gammel, platina-iridiumsylinder som veier 2,2 kilo (1 kilo) som sitter i et rom i Frankrike - med en abstrakt, uforanderlig måling basert på firer av lyspartikler og Plancks konstante (et grunnleggende trekk i vårt univers).
På en måte er dette en storslått (og overraskende vanskelig) prestasjon. Kilogrammet er fast for alltid nå. Det kan ikke endre seg over tid da sylinderen mister et atom her eller et atom der. Det betyr at mennesker kan kommunisere denne masseenheten, i form av råvitenskap, til romvesen. Kilometret er nå en enkel sannhet, en idé som kan bæres hvor som helst i universet uten å bry deg om å ta med deg en sylinder.
Og fremdeles ... så hva? Praktisk sett veier den nye kilo, til i løpet av noen få deler per milliard, nøyaktig like mye som den gamle kilo gjorde. Hvis du veide 93 kilo i går, veier du 93 kilo i dag og i morgen. Bare i noen få smale vitenskapelige anvendelser vil den nye definisjonen gjøre noen forskjell.
Det som virkelig er fascinerende her er ikke at praktisk talt måten de fleste av oss bruker kiloet på vil endre seg. Det var hvor forbannet vanskelig det viste seg å være å definere en masseenhet i det hele tatt.
Andre grunnleggende krefter er for lengst blitt forstått når det gjelder grunnleggende virkelighet. Et sekund av gangen? En gang ble det ifølge National Institute of Standards and Technology (NIST) definert i forhold til svingningene til en pendelur. Men nå forstår forskere et sekund som tiden det tar et atom med cesium 133 å gå gjennom 9192 631 770 sykluser for å frigjøre mikrobølgestråling. En meter? Det er avstandslyset beveger seg i 1 / 299,792,458 sekund.
Men masse er ikke sånn. Vi måler vanligvis kilogram når det gjelder vekt - hvor mye skyver denne tingen ned på en skala? Men det er en måling som avhenger av hvor du utfører den faktiske veiingen. Den sylinderen i Frankrike ville veie mye mindre hvis du tok den med til månen, og til og med litt eller mindre, hvis du hadde den med til andre deler av jorden.
Som NIST forklarer, er det nye kilogramet basert på det grunnleggende forholdet mellom masse og energi - forholdet delvis stavet ut i Einsteins E = mc ^ 2, som betyr at energi er lik masse ganger lysets hastighet i kvadratet. Masse kan konverteres til energi og omvendt. Og sammenlignet med masse, er energi lettere å måle og definere i diskrete termer.
Det er takket være en annen ligning, enda eldre enn E = mc ^ 2. Fysikeren Max Planck viste i 1900 at E = hv, ifølge NIST. Han viste at i liten nok skala kan energi gå opp og ned, og bare i trinn. E = hv betyr at energi er lik "v" - frekvensen til noen partikkel, som et foton - multiplisert med "h" - tallet 6.62607015 × 10 ^ minus34 også kjent som Plancks konstant.
"v" i E = hv må alltid være et helt tall, som 1, 2, 3 eller 6 492. Ingen brøk eller desimaler tillatt. Så energi er i sin natur diskret, går opp og ned i trinn på "h" (6.62607015 × 10 ^ minus34).
Det nye kilogramet bringer E = mc ^ 2 og E = hv sammen. Dette gjør det mulig for forskere å definere masse i forhold til Plancks konstant, et uforanderlig trekk i universet. En internasjonal koalisjon av vitenskapslaboratorier kom sammen for å gjøre de mest presise målingene av Plancks konstante ennå, sikkert innenfor bare flere deler per milliard. Den nye kilogrammassen tilsvarer energien på 1,4755214 ganger 10 ^ 40 fotoner som svinger med de samme frekvensene som cesium 133-atomer som brukes i atomur.
Det er ikke den enkleste tingen å stikke i målestokk. Men som en idé er det mye mer bærbart enn en sylinder av platina-iridium-legering.
