Um novo padrão define o quilograma a partir de maio 20, 2019. Shutterstock / Piotr Wytrazek
Nós medimos coisas o tempo todo - quanto tempo, quão pesadas, quão quentes, e assim por diante - porque precisamos de coisas como comércio, saúde e conhecimento. Mas garantir que nossas medições comparem maçãs com maçãs foi um desafio: como saber se o peso do meu quilograma ou o comprimento do medidor é o mesmo que o seu.
Tentativas foram feitas para definir as unidades de medida ao longo dos anos. Mas pode 20, 2019 - Dia Internacional de Metrologia - vê o revisão completa desses padrões entram em jogo.
Você não terá notado nada - você não será mais pesado ou mais leve do que no dia anterior - porque a transição foi feita para ser perfeita.
Apenas as definições das sete unidades básicas do SI (Système International d'Unités, ou o Sistema Internacional de Unidades) agora são completamente diferentes de ontem.
Como costumávamos medir
Os seres humanos sempre foram capazes de contar, mas à medida que evoluímos, passamos rapidamente a medir comprimentos, pesos e tempo.
Os faraós egípcios fizeram com que as pirâmides fossem construídas com base no comprimento do antebraço real, conhecido como o Royal Cubit. Isto foi mantido e promulgado por padres engenheiros que mantiveram o padrão sob pena de morte.
Brynn Hibbert
Mas o cúbito não era uma unidade fixa ao longo do tempo - era cerca de meio metro, mais ou menos algumas dezenas de milímetros pela medida de hoje.
A primeira sugestão de um conjunto universal de medidas decimais foi feita por John Wilkins, em 1668, então secretário da Royal Society em Londres.
O ímpeto para fazer algo prático veio com a Revolução Francesa. Foram os franceses que definiram os primeiros padrões de comprimento e massa, com dois padrões de platina representando o metro e o quilograma em junho 22, 1799, nos Archives de la République em Paris.
Padrões Acordados
Os cientistas apoiaram a idéia, o matemático alemão Carl Friedrich Gauss sendo particularmente interessado. Representantes das nações 17 se uniram para criar o Sistema Internacional de Unidades, assinando o Tratado da Convenção do Metro em maio 20, 1875.
A França, cuja credibilidade na rua havia sofrido um ataque na guerra franco-prussiana e não era o poder científico que era antes, ofereceu um castelo surrado na Floresta de Saint-Cloud como um lar internacional para o novo sistema.
Brynn Hibbert (2012)
O Pavilhão de Breteuil ainda abriga o Bureau Internacional de Poids et Mesures (BIPM), onde reside o Protótipo Internacional do Quilograma (doravante o Big K) em dois cofres e três potes de vidro.
O Big K é um bloco polido de platina-irídio usado para definir o quilograma, contra o qual todos os pesos de quilogramas são medidos. (O original só foi pesado três vezes contra um número de cópias quase idênticas).
Fotografia cortesia do BIPM
Os britânicos, que tinham sido proeminentes nas discussões e haviam fornecido o quilograma de platina-irídio, se recusaram a assinar o tratado até a 1884.
Mesmo assim, o novo sistema era usado apenas por cientistas, com a vida cotidiana sendo medida em unidades tradicionais do Império, como libras e onças, pés e polegadas.
Os Estados Unidos assinaram o Tratado no dia, mas na verdade nunca o implementaram, mantendo sua própria versão do sistema imperial britânico, que ele ainda usa principalmente hoje.
Os EUA podem ter rido essa decisão em 1999, no entanto, quando o Mars Climate Orbiter (MCO) desapareceu em ação. o relatar o incidente, singularmente chamado de "infortúnio" (que custou US $ 193.1 milhões em 1999), disse:
[…] A causa básica para a perda da espaçonave MCO foi a falha em usar unidades métricas na codificação de um arquivo de software terrestre, “Forças Pequenas”, usado em modelos de trajetória.
Essencialmente, a espaçonave foi perdida na atmosfera de Marte quando entrou em órbita abaixo do planejado.
As novas definições do SI
Então, por que a mudança hoje? Os principais problemas com as definições anteriores eram, no caso da quilograma, eles não eram estáveis e, para a unidade de corrente elétrica, o ampere, não pôde ser realizado.
E de pesagens contra cópias oficiais, achamos que o Big K estava lentamente perdendo massa.
Todas as unidades agora são definidas de maneira comum usando o que o BIPM chama de “constante explícita”Formulação.
A ideia é que tomemos uma constante universal - por exemplo, a velocidade da luz no vácuo - e, a partir de agora, fixemos seu valor numérico no nosso melhor valor medido, sem incerteza.
A realidade é fixa, o número é fixo e as unidades são definidas agora.
Portanto, precisávamos encontrar sete constantes e garantir que todas as medições fossem consistentes, dentro da incerteza de medição, e então começar a contagem regressiva até hoje. (Todos os detalhes técnicos são disponíveis aqui.)
A Austrália teve uma mão na criação do objeto macroscópico mais redondo da Terra, uma esfera de silício usada para medir a Constante de Avogadro, o número de entidades em uma quantidade fixa de substância. Isso agora define a unidade do SI, mole, usada principalmente em química.
Brynn Hibbert
Do padrão ao artefato
O que do Big K - o quilograma padrão? Hoje ela se torna um objeto de grande significado histórico que pode ser pesado e sua massa terá incerteza de medição.
A partir de hoje, o quilograma é definido usando a constante de Planck, algo que não muda da física quântica.
O desafio agora é explicar essas novas definições para as pessoas - especialmente os não-cientistas - para que elas entendam. Comparar um quilograma com um bloco de metal é fácil.
Tecnicamente, um quilograma (kg) é agora definido:
[…] Tomando o valor numérico fixo da constante de Planck h para ser 6.626 070 15 × 10-34 quando expresso na unidade J s, que é igual a kg m2 s-1, onde o metro e o segundo são definidos em termos de c e ??Cs.
Sobre o autor
David Brynn Hibbert, professor emérito de Química Analítica, UNSW
Este artigo foi republicado a partir de A Conversação sob uma licença Creative Commons. Leia o artigo original.
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