Därför väger ett kilo just ett kilo

Kilogrammet har gått från att sedan upplysningen utgå från en specifik metallbit i Paris till att bli ett abstrakt mått. Julia Ravanis, doktorand i teknikhistoria vid Chalmers, skriver om kilots historia.

ANNONS
|

Den första februari i år förlorade den ett kilo tunga metallcylindern som förvaras i en glasmonter i ett underjordiskt valv i Paris sin roll som referenspunkt för enheten kilogram. Sedan 1889 har denna klump av platina och iridium upprätthållit objektiviteten för olika vågar och försäkrat människor om att ett kilo för grönsaksförsäljaren är detsamma som för kunden.

Nu är metallcylindern pensionerad, och samma öde väntar alla dess 42 kloner som spritts till olika länder, däribland Sverige, för att trygga nationella mätningar.

Istället ska kilonas kilo räknas fram från Plancks konstant – en mycket liten siffra som dyker upp i kvantfysiken och som aldrig ändrar värde. Enheten kilogram ska på det här sättet bli säkrare och mer objektiv: den ska göras oberoende av fysiska objekts tendens att sönderfalla eller tappas bort.

ANNONS

För trots den hårda bevakningen av den där glasmontern i Paris skulle man ju kunna tänka sig ett ”Mission: impossible”-scenario där en mästertjuv firas ner från taket och stjäl den överordnade referenspunkten för hela världens viktmätningar. Osäkerhet och misstro skulle i så fall långsamt kunna infiltrera laboratorier och grönsaksstånd.

Trots den hårda bevakningen av den där glasmontern i Paris skulle man ju kunna tänka sig ett ”Mission: impossible”-scenario där en mästertjuv firas ner från taket och stjäl den överordnade referenspunkten för hela världens viktmätningar.

LÄS MER:Också fysiker är fixerade vid skönhetsideal

Plancks konstant är omöjlig att stjäla. Att utgå från en siffra istället för ett ting för att säkerställa en mätnings precision har alltså sina fördelar. Men det gör själva mätningen konstigare. För vad betyder egentligen mätobjektets vikt, när den uttrycks i en enhet som inte längre refererar till ett föremåls faktiska massa?

Omdefinieringen av kilot är ett steg i det mer omfattande projektet att frikoppla alla så kallade SI-enheter – grundläggande enheter som kilogram för vikt och meter för längd – från fysiska objekt. Referensstaven för en meter byttes redan på 1960-talet ut mot den sträcka ljuset färdas i vakuum under en viss tid, som i sin tur klockas av de drygt nio miljarder vibrationer cesium-isotopen hinner med under en sekund.

Enheterna ska lämna jordens klumpiga metallföremål och istället bestämmas av fysikens lagar, av solstrålar och partiklar.

När projektet är färdigställt är en lång resa fullbordad. På 1700-talet mättes till exempel avstånd efter kroppsdelars högst påtagliga och varierande längder: en famn, fot eller tumme. Under den franska revolutionen standardiserades denna mångfald av enheter, och det var då föregångaren till den nuvarande kilo-prototypen inrättades i Paris. Den tidens upplysningsideal – att naturen bör mätas objektivt och ordnas rationellt – ligger också bakom idén om en enda uppsättning standardenheter, framräknade från abstrakta naturkonstanter.

ANNONS

Men även om fysiken vinnlägger sig om att skaka av sig all mänsklig subjektivitet och fysisk förgänglighet är det i fallet med enheter omöjligt att lyckas helt och hållet.

Alla enheter är konkreta och på sätt och vis godtyckliga. Ett kilo är stort nog för att vi ska kunna känna tyngden av ett föremål och litet nog för att vi ska kunna lyfta det utan problem; en meter är tillräckligt lång för att överblicka och tillräckligt kort för att snabbt förflytta sig. Enheter är definierade av människor för vardagligt bruk – alla är sociala konventioner som lämpar sig i vissa sammanhang men inte i andra.

För en partikelfysiker eller astronom är våra enheter monstruösa: i relation till universums minsta beståndsdelar är ett kilo oändligt stort; jämfört med stjärnornas tyngd är det meningslöst litet.

Ett kilo är stort nog för att vi ska kunna känna tyngden av ett föremål och litet nog för att vi ska kunna lyfta det utan problem; en meter är tillräckligt lång för att överblicka och tillräckligt kort för att snabbt förflytta sig.

LÄS MER:Recension: ”Jord och gudar” av Maria Küchen

För en törstig människa är ett kilo dock alldeles lagom – det är en liter vatten, runt hälften av den vätska man behöver dricka varje dag. Den numer obsoleta platinacylindern i Paris är en avbild av just vatten, konstruerad för att motsvara vikten av exakt en kubikdecimeter fyrgradigt vatten.

Det nya kilot räknas förvisso fram, men dess betydelse vilar ännu i vattenflaskans betryggande dunsar inuti ryggsäcken en solig sommardag. Och dess definition är fortsatt beroende av stöldbegärlig utrustning. För att kunna bestämma hur mycket ett kilo är utifrån Plancks konstant krävs nämligen en avancerad elektromagnetisk våg som just nu tillverkas febrilt runt om i världen – Sveriges exemplar beräknas stå redo först i slutet av nästa år.

ANNONS

Oavsett vilken referenspunkt som används kräver en enhet materiella ting både för att definieras och för att få mening. Ungefär som pengar gör, även om det är lätt att missledas till tron att pengar är något helt abstrakt när kontanterna ersätts av siffror på ett bankkonto och valutornas värden frikopplas från guldreserverna.

Finansmarknaderna är helt beroende av serverhallarna som förmedlar alla ekonomiska transaktioner, och rikedomen som koncentreras genom dessa transaktioner hade varit meningslös om den inte gick att växla in mot bostäder, champagne eller pärlörhängen.

LÄS MER:Recension: ”Ursprung – Hur jorden formade oss” av Lewis Dartnell

Missa inget från GP Kultur!

Nu kan du få alla våra kulturnyheter, reportage, debatter och recensioner som en liten notis direkt till din telefon genom att klicka på följ-knappen vid taggen Kultur. I mobilen finner du den under artikeln och på sajt överst till höger om artikeln.

comments

Kommentarer

Vad tycker du?

Här nedan kan du kommentera artikeln via tjänsten Ifrågasätt. Märk väl att du behöver skapa ett konto och logga in först. Tänk på att hålla god ton och att inte byta ämne. Visa respekt för andra skribenter och berörda personer i artikeln. Inlägg som bedöms som olämpliga kommer att tas bort och GP förbehåller sig rätten att använda kommentarer i redaktionellt innehåll.

ANNONS