Se on nyt virallista. Valon nopeus on tasan 299,762,458 metriä sekunnissa. Siinä ei ole mitään epäselvyyksiä, ei mitään niitä ”virhepalkkeja”, joilla tiedemiehet ilmoittavat jokaiseen mittaukseen sisältyviä epävarmuustekijöitä. Tämän perustavanlaatuisen luonnonvakion arvo on asetettu mielivaltaisesti kansainvälisellä päätöksellä.

Valonnopeuden kiinteän arvon hyväksyessään painojen ja mittojen yleiskonferenssi ei kuitenkaan yritä ohittaa luontoa. Sen sijaan se antoi 20. lokakuuta maailmalle tarkemman pituusstandardin, jossa metri johdetaan nyt lasersäteen väristä sovitun valonnopeuden avulla.

Konferenssi otti tällä tavoin valtavan askeleen kohti paino- ja mittajärjestelmämme yksinkertaistamista niin, että ainakin osa perusyksiköistä perustuu suoraan aikaan.

Metri määritellään nyt virallisesti etäisyydeksi, jonka valo kulkee tyhjiössä uskomattoman lyhyessä sekunnin aikajaksossa jaettuna 299 762 458:lla. Näin ollen pituusyksiköt, joita käytetään kuvaamaan vuoren korkeutta tai kyynärvarren ulottuvuutta, on sidottu suoraan sekuntiin. Jonain päivänä esimerkiksi kilogramma saattaa myös perustua aikaan.

Astronomit ovat jo pitkään tottuneet käyttämään aikaa pituusyksikön määrittelyyn valon nopeuden avulla. Valovuosi, jolla he määrittelevät etäisyyden tähteen, on matka, jonka valo kulkee vuodessa. Näin ei kuitenkaan ole tähän asti ollut niiden vakiomuotoisten perusyksiköiden (kuten metri, kilogramma, sekunti tai ampeeri) kohdalla, jotka kansainvälisen sopimuksen mukaan ovat kaikkien muiden mittausjärjestelmien perustana. Jopa valovuosi viitataan viime kädessä standardimetriin.

Tähän asti tuo standardi on periaatteessa ollut pituus. Aikoinaan se oli kirjaimellisesti kahden merkin välinen etäisyys platina-iridium-palkissa, jota Pariisissa sijaitseva kansainvälinen paino- ja mittatoimisto säilytti. Vuoteen 1960 mennessä siitä oli kuitenkin tullut aivan liian karkea fyysikoiden ja tähtitieteilijöiden tarkkuusmittauksiin. Niinpä metri määriteltiin uudelleen siten, että se on 1 650 763,73 krypton-86-lampun (krypton-86 on yksi kyseisen alkuaineen monista muodoista) lähettämän oranssinpunaisen valon aallonpituus. Nyt tästäkin standardista on tullut liian epätarkka tieteen tarpeisiin.

Tämä pyrkimys yhä suurempaan tarkkuuteen on saanut metrologit perustamaan pituuden yksikön sekuntiin eikä todelliseen fyysiseen etäisyyteen. ”Tärkein syy tähän on se, että sekunti on kaikista perusyksiköistä tarkin”, selittää Kenneth W. Evenson yhdysvaltalaisesta National Bureau of Standardsista (NBS). Se voidaan mitata paremmin kuin yksi osa 10 000 miljardista. Krypton-mittari oli tarkka noin neljään osaan miljardista.

Keskeinen väline mittarin sitomisessa sekuntiin on laser. Valon aallonpituus liittyy matemaattisesti sen taajuuteen – aallonpituus on vain valon nopeus jaettuna taajuudella. Evensonin mukaan taajuus voidaan mitata 1 000-10 000 kertaa tarkemmin kuin aallonpituus.

Laser tarjoaa juuri sellaisen puhtaan ja vakaan valonlähteen, jota tarvitaan tähän tarkkuustyöhön. Sitten peilin avulla tämä valo voidaan saada vuorovaikutukseen itsensä kanssa, jolloin syntyy tyypillinen kirkkaiden ja tummien viivojen kuvio, jota kutsutaan hapsuiksi. Näiden harsojen väli on suoraan yhteydessä valon aallonpituuteen. Ja koska aallonpituus lasketaan tarkasti valon taajuudesta, metrologin tarvitsee vain laskea sopiva määrä hapsuja – eli sopiva määrä aallonpituuksia – vakiomittarin asettelua varten, Evenson selittää.

Koska taajuuden mittaaminen liittyy suoraan ajan mittaamiseen, taajuusmittausten tarkkuus ja siten standardimittarin tarkkuus on nyt suoraan sidottu atomikellon tarkkuuteen, joka on tarkin kaikista nykyisistä painojen ja mittojen standardeista.

Evensonin ja hänen kollegojensa työ NBS:n laboratoriossa Boulderissa, Colossa,.., auttoivat osaltaan kannustamaan painojen ja mittojen yleiskonferenssia hyväksymään uuden metrin määritelmän. Jo nyt, hän sanoo, standardimittari on 10 kertaa tarkempi kuin silloin, kun se perustui kryptonvalon aallonpituuteen. Hän lisää, ettei pitäisi olla vaikeuksia saada vielä kymmenkertaista parannusta tarkkuuteen.

Mutta entä muut yksiköt? Onko realistista yrittää perustaa kilogrammaa esimerkiksi aikamittauksiin nyt, kun se on tehty metrin kohdalla? Evenson sanoo, ettei hän osaa kuvitella, miten tämä voitaisiin tehdä lämpötila-asteille tai sähkövirran ampeereille. Mutta hän sanoo, että kilogramman osalta se saattaisi olla mahdollista mittaamalla atomien välisiä etäisyyksiä piikiteissä. Jos atomien lukumäärä tällaisen kiteen vakiotilavuudessa voitaisiin mitata tarkasti, tämä voisi olla tapa määritellä massa (eli kilogramma) pituuden avulla. Näin ollen, sanoo Evenson, kun metri ja kilogramma sidotaan sekuntiin, ”voitaisiin melko hyvin vähentää perusyksiköiden määrää sekunnin suhteen”

.