Метр – міра земна. Продовження.
Франція – батьківщина метра. У Франції, в Бретейльському павільйоні поблизу Парижа зберігається штриховий еталон метра. І в Парижі раз на шість років відбувається чергова Генеральна конференція з мір та ваг. Розмова, розпочату в 1895 році, триває. У 1927 році на VII Генеральній конференції було запропоновано взяти за еталон довжину хвилі червоної лінії кадмію. Генеральна конференція погодилася, але з застереженням – «тимчасово».
Кадмій був обраний експериментально, його спектральні лінії в ті часи були найбільш чіткими. Але і ці лінії мають, як вже говорилося, надтонку структуру. А крім того, кадмій потрібно підігрівати. Рішення впиралося в одне: знайти випромінювач з більш монохроматичним світлом, ніж у кадмію. У різних країнах світу розгорнулася робота.
Радянський Союз двічі – в 1935 і 1948 роках – пропонував перейти на визначення метра через довжину хвилі червоної лінії кадмію з тією умовою, що якщо буде знайдено джерело, що дає більш монохроматичне світло, то в основу вимірювань ляже його довжина хвилі.
А тим часом успіхи ядерної фізики не обійшли і цю ділянку науки. Шляхом бомбардування золота нейтронами був створений ізотоп ртуті Нg. Якщо наповнити лампу такою ртуттю і змусити її світитися, то виявиться, що ширина зеленої лінії такої ртуті вужче червоної лінії кадмію в 1,4 рази. У ртуті висока атомна вага, тому ефект Допплера послаблюється, а крім того, у разі світіння одного тільки ізотопу немає надтонкої структури.
Але таке джерело світла – дороге задоволення. А чи немає чого подешевше? І ось Париж, 1960 рік, XI Генеральна конференція з мір та ваг. 14 жовтня представники 32 країн, що приєдналися до метричної конвенції, приймають резолюцію: «XI Генеральна конференція з мір та ваг, враховуючи, що міжнародний прототип не визначає метр з достатньою для потреб сучасної метрології точністю і що, разом з тим, бажано затвердити природний і незнищуваний еталон, вирішує:
1. Метр є довжина, рівна 1650 763,73 довжини хвиль у вакуумі випромінювання, відповідного переходу між двома певними енергетичними рівнями атома криптону 86.
2. Визначення метра, чинне з 1889 року, засноване на міжнародному платіноірідіевому прототипі, відміняється.
3. Міжнародний прототип метра, затверджений Першою Генеральною конференцією з мір та ваг в 1889 році, буде зберігатися в Міжнародному бюро мір і ваг в тих же умовах, які були встановлені в 1889 році».
Так закінчилася історія платіноірідіевого еталона, так закінчилась довга суперечка.
ТРОХИ ФАНТАЗІЇ
Ось досить поширена науково-фантастична картина: на Землю прибуває космічний корабель з якою-небудь іншої планетної системи. Звідти виходять космонавти, починається вироблення спільної мови, заснованої, ну, припустимо, на таблиці множення, а потім більш докладне ознайомлення. І мало-помалу мова заходить про вимірювання.
– А як у вас вимірюють довжину, – запитуємо ми, жителі Землі.
– У нас це робиться просто – відповідають гості. Наша основна одиниця довжини дорівнює 1650 763,73 довжини хвиль криптону (неймовірний, звичайно, збіг, але в науковій фантастиці все можливо).
– Як цікаво, – говоримо ми, – і у нас те ж саме. А ну, тягніть скоріше свій еталон, ми його порівняємо з нашим.
Приносять, порівнюють. Еталони не сходяться. Загальне сум’яття.
– Що ж ви, – каже академік, – не знаєте про ефект Ейнштейна? На іншій планеті інша сила тяжіння, а значить і інші частоти світлових хвиль. Наприклад, зелене світло на Землі має одну частоту хвилі, а в умовах інших гравітаційних сил – іншу. Це і називається ефектом Ейнштейна.
Звичайно, описана вище сценка – фантазія. Для того щоб викликати помітне зміщення ліній спектра, потрібна сила тяжіння, що в мільйони разів перевершує земну, а в таких умовах життя вона навряд чи можлива. Але все ж в очах нащадків резолюція XI Генеральної конференції буде свідченням ери перебування людини тільки на Землі, ери пристосованості до земних умов.
А коли людина спрямується в нові світи, які природні і незнищувані одиниці прийме вона там? На це поки немає відповіді. Ясно одне. Навіть те невимовно точне і надійне визначення метра, яке прийнято сьогодні, буде з часом ще більш уточнено.
Автор: Р. Ярів.