Se me pasó este aniversario redondo, pero vamos a recordarlo antes de que termine el año. El 20 de mayo de 2025 se cumplieron 150 años de la Convención del Metro. ¡Que los cumplas feliz, metro querido!
La Convención del Metro creó la Oficina Internacional de Pesas y Medidas, con el propósito de ayudar a establecer estándares internacionales de medición, principalmente para facilitar el comercio internacional en una época en que ya se perfilaba la "globalización". La conferencia se celebró en París y fue firmada por 17 naciones: Alemania, Argentina, Austria-Hungría, Bélgica, Brasil, Dinamarca, España, Estados Unidos, Francia, el Imperio Otomano, Italia, Perú, Portugal, Rusia, Suecia y Noruega, Suiza, y Venezuela. El representante argentino fue el Dr. Mariano Balcarce, yerno de San Martín. Nótese la participación de Estados Unidos, un país donde, 150 años después, el uso del metro está muy limitado.
El metro no se inventó de la nada. Como ya contamos, el hecho aparentemente casual de que pi al cuadrado sea casi exactamente la aceleración de la gravedad en metros por segundo al cuadrado (pi2 = 9.8... y g = 9.8... m/s2) está relacionado con su origen. En el siglo XVII, cuando se inventó el reloj de péndulo, los físicos observaron que un péndulo de unas 39 pulgadas batía cada segundo. El segundo (una fracción del día) era una unidad natural para medir el tiempo, y se la abrazó de manera uniforme en todos los países. Pero la unidad de longitud siempre fue un problema, porque en cada ciudad, con suerte en cada reino, se definía la propia, basada en alguna parte del cuerpo de algún señor poderoso. El péndulo del segundo, como se lo llamó, era una oportunidad ideal para definir una unidad de longitudes universal. Uno de los científicos que estudió la dinámica del péndulo del segundo fue el italiano Tito Livio Buratini, que sugirió formalmente su adopción, e inventó la palabra metro.
Muchas sociedades científicas apoyaron la idea, pero no se llegó a un consenso, especialmente porque se descubrió que la Tierra está achatada en los polos, de manera que la aceleración de la gravedad depende del sitio, lo cual dificultaba el uso universal del péndulo del segundo. Pasaron cien años y llegó la Revolución Francesa, decidida a acabar con el orden antiguo para bien de la humanidad, lo cual incluía la definición de un metro que pudieran ofrecer "para todos los hombres y todos los tiempos". Ya que la Tierra conspiraba en contra del uso del péndulo, usarían la Tierra misma. Se le encargó a los astrónomos Jean-Baptiste Delambre y Pierre Méchain medir un arco de meridiano de París, desde Dunquerque hasta Barcelona (no fue fácil, fue justo cuando se desató el Terror). Se extrapoló el resultado a meridiano entero, y se definió el metro como la diezmillonésima parte de un cuarto del meridiano de París.
Por supuesto, esta definición tampoco servía para universalizar la unidad. ¡Cada país quiso usar su propio meridiano! (Poco después se midió el de Greenwich, que hoy usamos para establecer el cero de las longitudes.) Pero el metro había ido ganando apoyo durante el siglo XIX, así que hacia 1870 se decidió usar un patrón. Se formó un comité permanente en París, que fue presidido por un militar y geodesta español, con el improbable nombre de Carlos Ibáñez e Ibáñez de Ibero. Perfeccionaron la técnica al límite de las posibilidades de la época, y construyeron un patrón en forma de un lingote de 90% platino, 10% iridio, con perfil en X, y con dos marquitas en la cara superior. Con el empuje del General Ibáñez e Ibáñez de Ibero se organizó la Convención de 1875, donde se estableció el metro patrón como unidad fundamental para medir longitudes. Fue el comienzo de lo que hoy llamamos Sistema Internacional de unidades.
La definición del metro en base a un patrón tampoco es universal. Cada país tenía que ir a París para hacer una copia, lo más exacta posible, y llevársela a sus oficinas nacionales, donde se hacían copias sucesivas. Mientras los requerimientos de precisión lo permitieron, esto fue lo que se hizo. Hubo incluso Premios Nobel otorgados por el desarrollo de técnicas que permitieran la comparación de los patrones. Finalmente, en 1960, se abandonó el patrón basado en un artefacto, y se lo cambió por algo que parece más complicado, pero que es mucho más fácil de implementar en cualquier laboratorio de física, y da el mismo resultado en cualquier parte del mundo, sin necesidad de fabricar copias. Se estableció que el metro era la longitud de 1 650 763.73 longitudes de onda de la radición que emite, en vacío, la transición electrónica entre los niveles 2p10 y 5d5 del átomo de kriptón-86.
Pobrecito el kriptón, el desarrollo del láser en esos años reveló que esa línea espectral no permitía satisfacer los requisitos de precisión de la nueva era. Al kriptón le pusieron kriptonita verde, y los metrólogos empezaron a buscar alternativas. La electrónica era ya suficientemente rápida como para medir con precisión frecuencias en el rango de los terahertz, que corresponden a las microondas, con longitudes de onda de centímetros, fácilmente medibles. Surgió entonces la idea de volver a los orígenes, y definir el metro combinando una longitud con un tiempo. Pero hay una combinación de longitud y tiempo más natural que la construcción de un péndulo: la velocidad, longitud dividido tiempo. Y hay una velocidad realmente universal: la velocidad de la luz en el vacío. Así que en 1975 se estableció que la velocidad de la luz es exactamente 299 792 458 metros por segundo, lo cual define el metro (dado el segundo, como Francia): el metro pasó a ser la distancia que recorre la luz en el vacío en 1 / 299 792 458 segundos. Tomá mate. Yo me enteré recién once años después, cuando ingresé al Balseiro. Recuerdo haber ido a buscar los papers, para asegurarme de que no me estaban bolaceando (no había google, obvio).
La definición del segundo siguió atada a un artefacto (la Tierra) hasta 1967, cuando se lo redefinió también en términos de una línea espectral, en este caso del cesio-133. Así que la definición del metro actualmente no está atada a ningún artefacto. En la Convención del Metro se estableció también el patrón del kilogramo como unidad de masa, usando un bloquecito de platino-iridio que guardaron bajo siete llaves (bueno, bajo tres campanas de vidrio). Esta convención duró mucho más tiempo que la del metro, aunque estaba plagada de las mismas dificultades de universalidad. Se la cambió recién en 2019, cuando se definieron de manera exacta otras constantes universales. Entre ellas, la constante de Planck, que junto con la velocidad de la luz y la línea espectral del cesio, permite definir el kilo independientemente de cualquier artefacto.
¡Feliz cumpleaños, viejo metro!
