ອະດີດ ແລະ ປະຈຸບັນຂອງກິໂລກຣາມ

ໜຶ່ງກິໂລກຣາມມີນ້ຳໜັກເທົ່າໃດ? ນັກວິທະຍາສາດໄດ້ຄົ້ນຄວ້າບັນຫາທີ່ເບິ່ງຄືວ່າງ່າຍດາຍນີ້ມາເປັນເວລາຫຼາຍຮ້ອຍປີແລ້ວ.

ໃນປີ 1795, ປະເທດຝຣັ່ງໄດ້ປະກາດໃຊ້ກົດໝາຍທີ່ກຳນົດ “ກຣາມ” ວ່າເປັນ “ນ້ຳໜັກທີ່ແທ້ຈິງຂອງນ້ຳໃນກ້ອນທີ່ມີປະລິມານເທົ່າກັບໜຶ່ງຮ້ອຍສ່ວນໜຶ່ງຂອງແມັດທີ່ອຸນຫະພູມເມື່ອນ້ຳກ້ອນລະລາຍ (ນັ້ນຄື 0°C).” ໃນປີ 1799, ນັກວິທະຍາສາດໄດ້ຄົ້ນພົບວ່າປະລິມານຂອງນ້ຳມີຄວາມໝັ້ນຄົງທີ່ສຸດເມື່ອຄວາມໜາແໜ້ນຂອງນ້ຳສູງສຸດທີ່ 4°C, ດັ່ງນັ້ນຄຳນິຍາມຂອງກິໂລກຣາມຈຶ່ງໄດ້ປ່ຽນເປັນ “ມວນສານຂອງນ້ຳບໍລິສຸດ 1 ເດຊີແມັດກ້ອນທີ່ 4°C”. ສິ່ງນີ້ໄດ້ສ້າງກິໂລກຣາມຕົ້ນສະບັບທີ່ເປັນແຜ່ນແພລັດຕິນຽມບໍລິສຸດ, ກິໂລກຣາມຖືກກຳນົດວ່າເທົ່າກັບມວນສານຂອງມັນ, ເຊິ່ງເອີ້ນວ່າກິໂລກຣາມເກັບມ້ຽນ.

ກິໂລກຣາມທີ່ເກັບມ້ຽນໄວ້ນີ້ໄດ້ຖືກນໍາໃຊ້ເປັນມາດຕະຖານເປັນເວລາ 90 ປີ. ໃນປີ 1889, ກອງປະຊຸມສາກົນກ່ຽວກັບການວັດແທກຄັ້ງທຳອິດໄດ້ອະນຸມັດຮູບແບບຈຳລອງໂລຫະປະສົມ platinum-iridium ທີ່ໃກ້ຄຽງທີ່ສຸດກັບກິໂລກຣາມທີ່ເກັບມ້ຽນໄວ້ເປັນກິໂລກຣາມຕົ້ນສະບັບສາກົນ. ນໍ້າໜັກຂອງ “ກິໂລກຣາມ” ຖືກນິຍາມໂດຍກະບອກໂລຫະປະສົມ platinum-iridium (90% platinum, 10% iridium), ເຊິ່ງມີຄວາມສູງ ແລະ ເສັ້ນຜ່າສູນກາງປະມານ 39 ມມ, ແລະ ປະຈຸບັນຖືກເກັບໄວ້ໃນຊັ້ນໃຕ້ດິນຢູ່ນອກເມືອງປາຣີ.

ກິໂລກຣາມຕົ້ນສະບັບສາກົນ

ນັບຕັ້ງແຕ່ຍຸກແຫ່ງຄວາມສະຫວ່າງສະໄຫວ, ຊຸມຊົນນັກສຳຫຼວດໄດ້ມຸ່ງໝັ້ນທີ່ຈະສ້າງລະບົບການສຳຫຼວດທົ່ວໄປ. ເຖິງແມ່ນວ່າມັນເປັນວິທີທີ່ເປັນໄປໄດ້ທີ່ຈະໃຊ້ວັດຖຸທາງກາຍະພາບເປັນມາດຕະຖານການວັດແທກ, ເນື່ອງຈາກວັດຖຸທາງກາຍະພາບຖືກທຳລາຍໄດ້ງ່າຍຈາກປັດໃຈທີ່ມະນຸດສ້າງຂຶ້ນ ຫຼື ສິ່ງແວດລ້ອມ, ຄວາມໝັ້ນຄົງຈະໄດ້ຮັບຜົນກະທົບ, ແລະ ຊຸມຊົນນັກວັດແທກຕ້ອງການປະຖິ້ມວິທີການນີ້ໄວເທົ່າທີ່ຈະໄວໄດ້.

ຫຼັງຈາກກິໂລກຣາມຮັບຮອງເອົາຄຳນິຍາມກິໂລກຣາມຕົ້ນສະບັບສາກົນແລ້ວ, ມີຄຳຖາມທີ່ນັກວັດແທກມີຄວາມກັງວົນຫຼາຍຄື: ຄຳນິຍາມນີ້ມີຄວາມໝັ້ນຄົງແນວໃດ? ມັນຈະລອຍໄປຕາມການເວລາບໍ?

ຄວນກ່າວວ່າຄຳຖາມນີ້ໄດ້ຖືກຍົກຂຶ້ນມາໃນຕອນຕົ້ນຂອງຄຳນິຍາມຂອງໜ່ວຍມວນສານກິໂລກຣາມ. ຕົວຢ່າງ, ເມື່ອກິໂລກຣາມຖືກນິຍາມໃນປີ 1889, ສຳນັກງານນ້ຳໜັກ ແລະ ມາດຕະການສາກົນໄດ້ຜະລິດນ້ຳໜັກກິໂລກຣາມໂລຫະປະສົມ platinum-iridium ຈຳນວນ 7 ໜ່ວຍ, ເຊິ່ງໜຶ່ງໃນນັ້ນແມ່ນນ້ຳໜັກກິໂລກຣາມຕົ້ນສະບັບຖືກນຳໃຊ້ເພື່ອນິຍາມໜ່ວຍມວນສານກິໂລກຣາມ, ແລະນ້ຳໜັກອີກ 6 ໜ່ວຍທີ່ເຮັດດ້ວຍວັດສະດຸດຽວກັນ ແລະ ຂະບວນການດຽວກັນຖືກນຳໃຊ້ເປັນມາດຕະຖານຮອງເພື່ອກວດສອບວ່າມີການຫັນປ່ຽນໄປຕາມການເວລາລະຫວ່າງກັນຫຼືບໍ່.

ໃນເວລາດຽວກັນ, ດ້ວຍການພັດທະນາເຕັກໂນໂລຊີທີ່ມີຄວາມແມ່ນຍໍາສູງ, ພວກເຮົາຍັງຕ້ອງການການວັດແທກທີ່ໝັ້ນຄົງ ແລະ ຖືກຕ້ອງຫຼາຍຂຶ້ນ. ດັ່ງນັ້ນ, ແຜນການທີ່ຈະນິຍາມຫົວໜ່ວຍພື້ນຖານສາກົນຄືນໃໝ່ດ້ວຍຄ່າຄົງທີ່ທາງກາຍະພາບໄດ້ຖືກສະເໜີຂຶ້ນ. ການໃຊ້ຄ່າຄົງທີ່ເພື່ອນິຍາມຫົວໜ່ວຍວັດແທກໝາຍຄວາມວ່າຄຳນິຍາມເຫຼົ່ານີ້ຈະຕອບສະໜອງຄວາມຕ້ອງການຂອງການຄົ້ນພົບທາງວິທະຍາສາດລຸ້ນຕໍ່ໄປ.

ອີງຕາມຂໍ້ມູນຢ່າງເປັນທາງການຂອງສຳນັກງານນ້ຳໜັກ ແລະ ມາດຕະການສາກົນ, ໃນ 100 ປີ ນັບແຕ່ປີ 1889 ຫາ 2014, ຄວາມສອດຄ່ອງດ້ານຄຸນນະພາບຂອງກິໂລກຣາມຕົ້ນສະບັບອື່ນໆ ແລະ ກິໂລກຣາມຕົ້ນສະບັບສາກົນໄດ້ປ່ຽນແປງປະມານ 50 ໄມໂຄຣກຣາມ. ນີ້ສະແດງໃຫ້ເຫັນວ່າມີບັນຫາກ່ຽວກັບຄວາມໝັ້ນຄົງຂອງມາດຕະຖານທາງກາຍະພາບຂອງຫົວໜ່ວຍຄຸນນະພາບ. ເຖິງແມ່ນວ່າການປ່ຽນແປງຂອງ 50 ໄມໂຄຣກຣາມຟັງຄືວ່ານ້ອຍ, ແຕ່ມັນມີຜົນກະທົບຢ່າງຫຼວງຫຼາຍຕໍ່ອຸດສາຫະກຳລະດັບສູງບາງແຫ່ງ.

ຖ້າຄ່າຄົງທີ່ທາງກາຍະພາບພື້ນຖານຖືກນຳໃຊ້ເພື່ອທົດແທນມາດຕະຖານທາງກາຍະພາບກິໂລກຣາມ, ຄວາມໝັ້ນຄົງຂອງຫົວໜ່ວຍມວນສານຈະບໍ່ໄດ້ຮັບຜົນກະທົບຈາກອະວະກາດ ແລະ ເວລາ. ດັ່ງນັ້ນ, ໃນປີ 2005, ຄະນະກຳມະການສາກົນເພື່ອນ້ຳໜັກ ແລະ ມາດຕະການໄດ້ຮ່າງຂອບການນຳໃຊ້ຄ່າຄົງທີ່ທາງກາຍະພາບພື້ນຖານເພື່ອກຳນົດຫົວໜ່ວຍພື້ນຖານບາງຢ່າງຂອງລະບົບຫົວໜ່ວຍສາກົນ. ແນະນຳໃຫ້ໃຊ້ຄ່າຄົງທີ່ Planck ເພື່ອກຳນົດຫົວໜ່ວຍມວນສານກິໂລກຣາມ, ແລະ ຫ້ອງທົດລອງລະດັບຊາດທີ່ມີຄວາມສາມາດໄດ້ຮັບການຊຸກຍູ້ໃຫ້ດຳເນີນວຽກງານຄົ້ນຄວ້າວິທະຍາສາດທີ່ກ່ຽວຂ້ອງ.

ດັ່ງນັ້ນ, ໃນກອງປະຊຸມສາກົນກ່ຽວກັບການວັດແທກປີ 2018, ນັກວິທະຍາສາດໄດ້ລົງຄະແນນສຽງເພື່ອຍົກເລີກການໃຊ້ກິໂລກຣາມຕົ້ນແບບສາກົນຢ່າງເປັນທາງການ, ແລະ ໄດ້ປ່ຽນຄ່າຄົງທີ່ Planck (ສັນຍາລັກ h) ເປັນມາດຕະຖານໃໝ່ເພື່ອກຳນົດຄວາມໝາຍຂອງ “ກິໂລກຣາມ” ຄືນໃໝ່.