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La storia del Grand Kilo. Che ora potrà finalmente mettersi a dieta

Per 140 anni il “chilogrammo perfetto” è stato custodito sotto vuoto in due campane di vetro per evitare che venisse contaminato. Ora va in pensione e verrà sostituito con una formula universale che usa le leggi quantistiche della natura

15 Novembre 2018 alle 17:16

La storia del Grand Kilo. Che ora potrà finalmente mettersi a dieta

Foto Pixabay

Ci sono storie che meritano di essere raccontate. La storia del Grand Kilo (alla francese) è una di quelle. Nascosto in un caveau fuori Parigi, sigillato sotto vuoto in due campane di vetro (foto sotto), il cilindro di metallo forgiato nel 1879 fu salutato come il “chilogrammo perfetto del Sistema Internazionale”, il chilogrammo con cui sarebbero stati confrontati gli altri chilogrammi.

 

 

Grande come una mela, l’oggetto che determina il peso del mondo non è uscito molto spesso dal caveau: gli idrocarburi e l'umidità avrebbero potuto contaminarne la superficie e il Kilo perfetto è rimasto intatto per decenni. Un piccolo cilindro di lega di platino-iridio è stato per quasi 140 anni il punto di riferimento mondiale per l’unità di massa.

 

Talmente venerato da essere “pesato” solo quattro volte dal 1889 e la stanza che lo ospita nel Padiglione di Breteuil può essere aperta solo quando i tre possessori delle chiavi – di nazionalità diverse per ragioni di sicurezza – aprono la serratura contemporaneamente. Ogni 40 anni fa un'apparizione. Il peso viene tirato a lucido, lavato con alcool e pesato confrontandolo con 80 repliche ufficiali prese dai laboratori di tutto il mondo.

 

Questo sistema oggi sembrerà assurdo ma poco più di 200 anni fa regnava il caos: all’epoca solo in Francia esistevano 250.000 unità diverse di pesi e misure. Con l'adozione del sistema metrico, gli scienziati alla fine del XVIII secolo sentivano la necessità di identificare un campione (l’unità di misura) per ognuna delle 7 grandezze fondamentali della fisica: lunghezza, massa, tempo, corrente elettrica, temperatura, quantità di sostanza (mole) e intensità luminosa (candela). Il chilogrammo era solo uno dei sette standard di misurazione stabiliti dall'Accademia delle scienze francese nel 1791, tutti basati su oggetti fisici. Poi con l’avanzare della fisica, della tecnologia e delle scoperte scientifiche, negli scienziati è sorta l’esigenza di passare da un oggetto fisico a una costante fondamentale. Se vi capita di andare a Parigi spendete 6 euro di biglietto d’ingresso e visitate l’osservatorio astronomico, uno dei più belli al mondo. Non avranno il bidè ma nelle sale all’interno si potrà osservare e instagrammare il “primo metro”, il primo campione di metro definito come “un 10 milionesimo della distanza dal Polo Nord all'equatore” sul meridiano passante per Parigi. In seguito il metro fu ridefinito e divenne un’asta metallica fino al 1983: anno in cui divenne “la distanza che la luce può percorrere attraverso il vuoto in circa un 300-milionesimo di secondo”. Altra storia per l’unità di misura del secondo che fino agli anni ’60 veniva definita come una frazione del tempo impiegato per effettuare la rotazione terrestre: oggi ufficialmente il secondo è definito come il momento in cui un atomo di Cesio 133 oscilla per 9.192.631.770 volte. Anvedi come oscilla il Cesio.

  

Sala del Meridiano (o sala Cassini) all'Osservatorio di Parigi

 

Per la massa, ogni volta che gli scienziati dovevano verificare qualcosa che pesasse esattamente un chilogrammo, si rivolgevano a una delle repliche del Le Grand K. E non solo. Dal chilogrammo dipendono altre misure: misure di lavoro, misure di forza, oppure misure di luminosità. Un paio di esempi aiuteranno a comprendere l’importanza dell’unità di misura della massa. 1 joule è definito come la quantità di energia richiesta per spostare di 1 metro un oggetto del peso di 1 chilo. Grazie, ma di questi tempi se il chilo non pesa un chilo, allora sposto di un metro un’oggetto compiendo meno lavoro col rischio che mi riconoscano meno anni per la pensione. Stessa cosa per “la candela” – unità di misura dell’intensità luminosa – che a sua volta viene misurata in joule al secondo, lo stesso joule che dipende dal chilogrammo come sopra. E siccome la sfiga non si mette mai a dieta, il colpo di scena avvenne durante la pesata del 1988: il chilogrammo perfetto pesava 0,05 milligrammi in meno, il peso effimero di un granello di sabbia.

  

Purtroppo non esistendo un metodo per misurare il numero di bestemmie in francese, questo portò gli scienziati a darsi da fare per trovare un campione più affidabile, una formula universale che potesse definire il chilogrammo una volta per tutte.

 

Il momento è arrivato. Proprio in questi giorni un centinaio di scienziati da tutto il mondo sono riuniti nel Palazzo di Versailles per la 26ª “Conferenza Generale dei Pesi e delle Misure” (terminerà domani, 16 novembre ndr): saranno loro a far cadere l'ultima unità di misura basata su un oggetto fisico e sostituendo il Grand Kilo con una formula universale che usa le leggi quantistiche della natura. Il chilogrammo verrà definito in base alla Costante di Planck (quella che si indica con la lettera h): “la costante della fisica” per eccellenza, il primo mattone della meccanica quantistica che attraversa tutto l’infinitamente piccolo (dalla gravità quantistica alla teoria atomica) e verso l’infinitamente grande (non a caso la prima mappatura della radiazione cosmica di fondo, l’eco del big bang è stata ottenuta con la sonda Planck).

 

Non sempre le storie sono a lieto fine: addio Grand Kilo, passa delle buone feste natalizie e poi potrai liberamente metterti a dieta.

Paolo Galati

Salentino, juventino, sposato con una cantante e padre di due figli. Laureato in Astrofisica, lavoro nel campo della ricerca e innovazione dal 2010. Mi occupo di divulgazione scientifica nelle scuole medie inferiori e superiori. Dal 2016 collaboro con il Foglio, sogno di fare le pulizie negli uffici della NASA e al mattino mi pento dei miei peccati. Sui social mi faccio chiamare Terron Power ma io e Romina non siamo parenti.

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