Nous mesurons des trucs tout le temps - combien de temps, comme c'est lourd, quelle chaleur, et ainsi de suite—parce que nous en avons besoin pour des choses comme le commerce, la santé et la connaissance. Mais s'assurer que nos mesures comparent des pommes avec des pommes a été un défi :comment savoir si mon poids en kilogrammes ou ma longueur en mètre est le même que le vôtre.

Des tentatives ont été faites pour définir les unités de mesure au fil des ans. Mais aujourd'hui, Journée internationale de la métrologie, la révision complète de ces normes entre en jeu.

Vous ne remarquerez rien – vous ne serez ni plus lourd ni plus léger qu'hier – car la transition a été faite pour se faire en douceur.

Juste les définitions des sept unités de base du SI (Système International d'Unités, ou le Système international d'unités) sont maintenant complètement différents d'hier.

Comment nous mesurions

Les humains ont toujours su compter, mais au fur et à mesure que nous évoluions, nous sommes rapidement passés à la mesure des longueurs, poids et temps.

Les pharaons égyptiens ont fait construire des pyramides en fonction de la longueur de l'avant-bras royal, connue sous le nom de Coudée Royale. Celle-ci était conservée et promulguée par des prêtres ingénieurs qui maintenaient l'étendard sous peine de mort.

Mais la coudée n'était pas une unité fixe dans le temps - elle était d'environ un demi-mètre, plus ou moins quelques dizaines de millimètres par la mesure d'aujourd'hui.

La première suggestion d'un ensemble universel de mesures décimales a été faite par John Wilkins, en 1668, puis secrétaire de la Royal Society à Londres.

L'impulsion pour faire quelque chose de pratique est venue avec la Révolution française. Ce sont les Français qui ont défini les premières normes de longueur et de masse, avec deux étalons de platine représentant le mètre et le kilogramme le 22 juin, 1799, aux Archives de la République à Paris.

Normes convenues

Les scientifiques ont soutenu l'idée, le mathématicien allemand Carl Friedrich Gauss étant particulièrement passionné. Les représentants de 17 nations se sont réunis pour créer le Système international d'unités en signant le traité de la Convention du Mètre le 20 mai, 1875.

La France, dont la réputation de rue avait pris un coup dans la guerre franco-prussienne et n'était pas la puissance scientifique qu'elle était autrefois, a offert un château délabré dans la forêt de Saint-Cloud comme foyer international du nouveau système.

Le Pavillon de Breteuil abrite toujours le Bureau International de Poids et Mesures (BIPM), où réside le Prototype International du Kilogramme (désormais le Grand K) dans deux coffres-forts et trois cloches en verre.

Le Big K est un bloc poli de platine-iridium utilisé pour définir le kilogramme, par rapport auquel tous les poids en kilogrammes sont finalement mesurés. (L'original n'a été pesé que trois fois contre un certain nombre de copies presque identiques.)

L'anglais, qui avait joué un rôle important dans les discussions et avait fourni le kilogramme de platine-iridium, refusa de signer le traité jusqu'en 1884.

Même alors, le nouveau système n'était utilisé que par des scientifiques, la vie quotidienne étant mesurée en unités impériales traditionnelles telles que les livres et les onces, pieds et pouces.

Les États-Unis ont signé le traité le jour mais ne l'a jamais réellement mis en œuvre, s'accrocher à sa propre version du système impérial britannique, qu'il utilise encore majoritairement aujourd'hui.

Les États-Unis ont peut-être regretté cette décision en 1999, cependant, lorsque le Mars Climate Orbiter (MCO) a disparu au combat. Le rapport sur l'incident, étrangement appelé « accident » (qui a coûté 193,1 millions de dollars américains en 1999), a déclaré :« […] la cause première de la perte du vaisseau spatial MCO était l'échec de l'utilisation d'unités métriques dans le codage d'un fichier logiciel au sol, 'Petites Forces, ' utilisé dans les modèles de trajectoire."

Essentiellement, le vaisseau spatial a été perdu dans l'atmosphère de Mars lorsqu'il est entré en orbite plus bas que prévu.

Les nouvelles définitions du SI

Alors pourquoi changer aujourd'hui ? Les principaux problèmes avec les définitions précédentes étaient, dans le cas du kilogramme, ils n'étaient pas stables et, pour l'unité de courant électrique, l'ampère, ne pouvait pas être réalisé.

Et des pesées contre les copies officielles, nous pensons que le Big K perdait lentement de la masse.

Toutes les unités sont désormais définies de manière commune à l'aide de ce que le BIPM appelle la formulation « constante explicite ».

L'idée est que nous prenons une constante universelle, par exemple, la vitesse de la lumière dans le vide - et désormais fixer sa valeur numérique à notre valeur la mieux mesurée, sans incertitude.

La réalité est figée, le nombre est fixe, et ainsi les unités sont maintenant définies.

Nous devions donc trouver sept constantes et nous assurer que toutes les mesures sont cohérentes, dans l'incertitude de mesure, puis lancez le compte à rebours jusqu'à aujourd'hui. (Tous les détails techniques sont disponibles ici.)

L'Australie a participé à la fabrication de l'objet macroscopique le plus rond de la Terre, une sphère de silicium utilisée pour mesurer la constante d'Avogadro, le nombre d'entités dans une quantité fixe de substance. Ceci définit maintenant l'unité SI, Môle, largement utilisé en chimie.

De la norme à l'artefact

Qu'en est-il du Big K, le kilogramme standard ? Aujourd'hui, il devient un objet d'une grande importance historique qui peut être pesé et sa masse aura une incertitude de mesure.

A partir d'aujourd'hui le kilogramme est défini à l'aide de la constante de Planck, quelque chose qui ne change pas de la physique quantique.

Le défi est maintenant d'expliquer ces nouvelles définitions aux gens, en particulier aux non-scientifiques, afin qu'ils comprennent. Comparer un kilogramme à un bloc de métal est facile.

Techniquement, un kilogramme (kg) est désormais défini :"[…] en prenant la valeur numérique fixe de la constante de Planck h être 6,626 070 15 × 10 ^–34 lorsqu'il est exprimé dans l'unité J s, qui est égal à kg m ² s ^-1 , où le mètre et le second sont définis en termes de c et Cs . "

Essayez d'expliquer cela à quelqu'un !

Cet article est republié à partir de The Conversation sous une licence Creative Commons. Lire l'article original.