Metro o metro al secondo: quale unità di misura è la più fondamentale?

La definizione del metro è stata ridefinita svariate volte a partire dal 1790, sempre in maniera problematica. Nel 1983 le carte in tavola sono cambiate.

Tutte le misurazioni hanno un'incertezza. Se contiamo gli undici minuti per cuocere la pasta con un orologio senza lancetta dei secondi, faremo un errore di un minuto. Il tempo di cottura effettivo della pasta è 11±1 minuti, tra 10 e 12 minuti. Con un orologio atomico, basato sul decadimento radioattivo dell’itterbio-70, potreste cogliere il tempo di cottura con una precisione pari 0.000000000000000001 secondi.

Tuttavia, ci sono alcune eccezioni. Tre costanti fisiche sono considerate quantità esatte, senza errore sperimentale: la costante di Plank, la carica elementare e la velocità della luce nel vuoto. Altre costanti invece hanno ancora un errore sperimentale, anche se sembra davvero impossibile misurarne delle variazioni. La velocità della luce è esattamente 299.792,458 km/s, senza alcuna incertezza. È un valore limite che non può essere superato (ma esistono speculazioni a proposito).

Il secondo viene misurato come la durata di 912.631.770 oscillazioni della radiazione gamma emessa da una transizione del cesio-133. Il metro è definito a partire dalla velocità della luce e dal secondo e non viceversa: è la distanza percorsa da un oggetto che viaggia alla velocità della luce in esattamente 1/299.792.458 secondi.

Non è sempre stato così: solo dal 1983 si scelse il miglior valore della velocità della luce conosciuto e lo si considerò esatto per definire cosa fosse il metro. Fino ad allora, era il metro ad essere considerato un'unità fondamentale e la velocità della luce aveva un'incertezza sperimentale.

Questo non significa che ora sia vietato cambiare il valore della velocità della luce. Se domani qualcuno facesse un esperimento che aggiungesse una nuova cifra decimale al valore dalla velocità della luce, avremmo una nuova costante fisica esatta e la lunghezza del metro cambierebbe!