Unités de mesures universelles

Comment créer des unités de mesures universelles ? sans référent terrestre ou solaire.

krAtul a écrit:

Comment créer des unités de mesures universelles ? sans référent terrestre ou solaire.

C'est bien ce qui est déjà fait : le mètre est défini à partir d'une constante universelle (la vitesse de la lumière), la seconde est définie à partir de la fréquence de la radiation lumineuse émise par la désexcitation d'un atome,...

Pour compléter : parmi les 3 unités qui fondent le système international : mètre (longueur), kilogramme (masse), seconde (temps), le kg est le seul à se définir encore en référence à un artéfact humain : le cylindre de platine iridié du Bureau international des poids et mesures situé au Pavillon de Breteuil à Sèvres, dans le Parc de Saint-Cloud (où il jouit d'un statut extraterritorial)





Mais c'est un sursis : le but est bien de se référer in fine à un objet ou à un phénomène naturel. Parmi les projets de nouvelle définition de la masse, il y a la balance de Watt et la confection d'une sphère de silicium suffisamment précise pour que la reproductibilité soit meilleurs que pour le cylindre de Pt-Ir.

Si c'est la balance de Watt, la définition du kg pourrait devenir ceci :

Le kilogramme est la masse qui subirait une accélération de précisément 2 x 10^-7 m/s² lorsqu'elle est soumise à la force par mètre entre deux conducteurs parallèles, rectilignes, de longueur infinie, de section circulaire négligeable, placés à une distance de un mètre l'un de l'autre dans le vide, et à travers desquels passe un courant électrique constant d’exactement 6,241 509 629 152 65 x 10¹⁸ charges élémentaires par seconde.

Mais il me semble que le projet de sphère de Si est plus avancé...

Pour en revenir à la question initiale, il faut bien s'entendre : cela reste des unité de taille humaine. La taille d'un mètre ou l'écart entre deux degré sur l'échelle Kelvin est totalement liée à l'homme, et il n'est pas question de changer cela.

Si on parle d'unité dont la taille est naturelle, alors on les choisit de telle sorte que les constantes principales de la physique (G,h,c) soient égale à 1 dans le système d'unité. Ce sont les unités naturelles ou unités de Planck :

Les unités de Planck sont un système d'unités de mesure, en référence à Max Planck, système qui est une définition préliminaire d’unités naturelles. Le système est uniquement défini à l’aide des constantes physiques fondamentales qui suivent, et est « naturel » au sens où les valeurs de ces constantes deviennent 1 lorsqu’elles sont exprimées dans ce système.

Totalement inutilisables dans la vie courante, mais courantes en physique théorique, car évitant de se coltiner des grands nombres.

a+

Merci pour vos réponses précises

Ces unités ont été liées "artificiellement" à des données de physique universelle mais selon moi elles restent des mesures à referentiel terrestre.

Pensez-vous qu'il soit possible de trouver des grandeurs recurrentes dans l'univers qui serviraient de base à une unité ?

krAtul a écrit:

Pensez-vous qu'il soit possible de trouver des grandeurs recurrentes dans l'univers qui serviraient de base à une unité ?

Les unités de Planck répondent à cet objectif, car ne dépendent que des lois de la physique, lois qui sont supposées s'appliquer de la même manière à la totalité de notre univers.

Sinon et pour la même raison, il est possible (entre autres) de prendre comme unités naturelles la masse de l'électron, la charge de l'électron, et la vitesse du photon.

Et quelle serait la taille de l'unité ?

Si tu veux bâtir une nouvelle unité de longueur et que tu veux qu'elle soit naturelle et précise, tu va te baser par exemple sur la longueur d'onde de telle radiation. Ça va te donner une longueur minuscule : une base précise a toute les chance d'être microscopique pour pouvoir être mesurée avec précision.

Si tu décides de la rendre grande, parce que c'est plus pratique, alors autant prendre le mètre et de faire de ce dernier un multiple de cette unité de base.

Et tu obtiens le Système International


a+

Gilgamesh a écrit:

Et quelle serait la taille de l'unité ?

Puisque dans la définition technique, les unités naturelles s'obtiennent en posant certaines constantes naturelles égales à 1, on peut dire que ce qui est naturel selon cette définition est précisement la taille de l'unité (il reste cependant un choix à faire sur ces constantes, ce qui en gros définit la manière de relier les unités aux constantes sans dimension de la théorie).

Mais il est vrai que dans une acception plus large, on peut entendre par naturalité la possibilité de reproduire exactement l'unité (ex Kg-prototype de Sèvres vs sphère de silicium fabriquée par comptage du nombre d'atomes)..

A propos du nouvel étalon pour la masse voici le genre de sphère de silicium qui permettrait de déterminer la masse du kg :



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a+