Метр – це основна одиниця довжини в метричній системі та Міжнародній системі одиниць (СІ). Ви, мабуть, використовуєте її щодня, навіть не усвідомлюючи цього. Для тих, хто звик до футів та дюймів, один метр становить приблизно 39,37 дюйма. Проте саме визначення метра зазнало кардинальних змін за останні два сторіччя. Воно було пов’язане з фізичною формою Землі, потім прив’язане до фізичного металевого зразка і, нарешті, стало постійною величиною природи, яка ніколи не змінюється.
1791 року Французька академія наук запропонувала сміливу ідею. Вони хотіли універсальну одиницю виміру, не обмежену футами королів чи місцевими звичаями. Вони визначили 1 метр як 1/10 мільйонну частину відстані від Північного полюса до екватора, виміряного вздовж меридіана, що проходить через Париж. То справді був науковий проект, заснований на вимірах самої Землі.
Це визначення зажадало часу, але виміряти Землю було складно. Вносили помилки. Тому в 1889 Бюро мір і ваг (BIPM) вирішило відмовитися від теоретичних визначень на користь фізичних об’єктів. Вони створили міжнародний стандарт метра. Це був стрижень, що складається на 90 відсотків із платини та на 10 відсотків із іридію. Одиниця довжини визначалася як відстань між двома спеціальними лініями, нанесеними цей стрижень. Він був стабільним. Його можна було відтворити. Проте зрештою він виявився недосконалим. Стрижень можна зашкодити. Його можна втратити. Він зберігається у сховищі у Франції, а решті світу доводиться довіряти своїм вимірам, спираючись на цей єдиний об’єкт.
З розвитком технологій зростає потреба в точності. До 1960 року вчені навчилися вимірювати світлові хвилі з неймовірною точністю. Вони зрозуміли, що їм взагалі не потрібні металеві стрижні. Метр було перевизначено з урахуванням атома. Конкретніше, він відповідає довжині хвилі 1650763,73 оранжево-червоного світла, випромінюваного атомами криптону-86 у вакуумі. То був великий крок уперед. Він зробив стандарт незалежним від фізичного артефакту. Пристрій тепер можна відтворити у будь-якій лабораторії, яка має відповідне обладнання.
Але вчені не зупинилися. Лазерні технології, що з’явилися у 1980-х роках, дозволяють вимірювати швидкість світла у вакуумі з безпрецедентною точністю. Дані постійно ставали дедалі точнішими. Стало ясно, що швидкість світла постійна і не змінюється в залежності від розташування або матеріалу, будучи фундаментальною істиною всесвіту.
Таким чином, у 1983 році Генеральна конференція з заходів та ваг зробила рішучий крок. Вони встановили, що швидкість світла становить рівно 299 792 458 метрів за секунду. Водночас, вони перевизначили метр.
Один метр в даний час визначається як відстань, яка світло проходить у вакуумі за 1/299792458 секунди.
Метр більше не є металевим стрижнем у сейфі. Це час, помножений частку швидкості світла.
Це може бути як абстрактна фізика, але це важливо. Це визначення дозволяє проводити точні виміри аж до часток нанометра. Системи GPS для автомобілів, оптоволоконні кабелі для передачі інтернет-даних;
