De maat van een meter

Wat is een meter? Tegenwoordig beschouwen we deze standaardlengte-eenheid, die in landen over de hele wereld wordt erkend (met uitzondering van een enkele uitzondering, zoals de VS), als vanzelfsprekend, maar het is een relatief recente uitvinding. De exacte geboortedatum is 7 april 1795, toen de Franse regering van de Eerste Republiek hem wettelijk vastlegde

In de late 17e eeuw begonnen natuurfilosofen als John Wilkins en Tito Livio Burattini na te denken over een “universele maat” die gebaseerd zou kunnen worden op natuurverschijnselen en zou kunnen helpen bij de standaardisatie van wetenschappelijke metingen in verschillende landen. Hoewel het idee aanhangers had, duurde het een eeuw voordat een van hen de macht had om een dergelijk plan uit te voeren.

In de nasleep van de Franse Revolutie van 1789 betekende het afwerpen van de erfenis van het Ancien Régime ook het afwerpen van de traditionele meeteenheden, die van plaats tot plaats enorm verschilden en mathematisch slordig waren. In hun plaats kwam het metrieke stelsel, gebaseerd op natuurlijke grootheden, dat de voorloper is van de SI (Système international)-eenheden die we tegenwoordig gebruiken.

De meter werd aanvankelijk gedefinieerd als één tienmiljoenste van de afstand van de evenaar tot de Noordpool. (Eerder was voorgesteld de meter te definiëren als de lengte van een slinger die één zwaai per seconde zou maken, maar zorgvuldige metingen toonden aan dat deze lengte op verschillende plaatsen op aarde iets zou veranderen als gevolg van kleine variaties in de plaatselijke sterkte van het zwaartekrachtsveld.)

Dat is een mooi rond getal, maar in de praktijk niet erg bruikbaar voor een kleermaker die een meter stof wil afmeten. Toen de afstand tussen de evenaar en de pool eenmaal zeer nauwkeurig was gemeten (de landmeetkundige expeditie nam enkele jaren in beslag), construeerden de autoriteiten in Parijs een platina staaf met een lengte van precies één meter, die als officieel referentiepunt moest dienen.

Die referentiestaaf was 90 jaar lang goed genoeg, maar een toenemend verlangen naar precisie leidde tot de introductie van een nieuwe in 1889 – een platina-iridium staaf – en de bepaling dat de lengte gemeten moest worden bij de smelttemperatuur van ijs, om hitte-gerelateerde uitzetting en inkrimping te voorkomen.

De volgende grote vooruitgang in precisie kwam in 1960, toen de meter werd geherdefinieerd als precies 1.650.763,73 golflengten van een specifieke lichtfrequentie uitgezonden door een atoom van krypton-86.

En ten slotte (tot nu toe), in 1983, werd de meter opnieuw gedefinieerd, ditmaal als “de lengte van het pad dat door het licht in vacuüm wordt afgelegd gedurende een tijdsinterval van 1/299 792 458 van een seconde”.

In elk stadium is de definitie nauwkeuriger geworden en – net zo belangrijk – bevat zij een reeks specificaties om een meter zo te meten dat hij, met de juiste apparatuur, altijd hetzelfde resultaat oplevert.

Naast een handvol andere basiseenheden zoals de seconde (die is gedefinieerd in termen van de frequentie van de straling van een cesiumatoom) en de kilogram (die nog steeds wordt gedefinieerd in vergelijking met een klomp platina-iridiumlegering die in een laboratorium in Frankrijk wordt bewaard), vormt de meter de ruggengraat van het systeem dat we gebruiken om al het andere te meten.