Toda la ciencia se basa en cálculos y medidas. De la longitud de un enlace covalente a la velocidad de la luz a la LD50 (dosis letal media) de una sustancia dañina: las mediciones son una parte vital de todo lo que hacemos. Si bien hoy en día casi todos usan el Sistema Internacional de unidades, no siempre fue tan simple.
Las unidades SI forman la base de casi todas las unidades científicas de uso común y, para maximizar la consistencia, se han refinado para basarse únicamente en constantes naturales.
Un conjunto de siete unidades comprende las unidades básicas del SI y, a partir de ellas, se pueden derivar muchas otras de forma coherente. Estas unidades básicas son:
Combinados, forman 22 unidades SI derivadas con nombres y símbolos únicos (como hercios, vatios y grados Celsius) y más de 50 cantidades derivadas de una combinación de SI y unidades derivadas con nombre.
La ciencia siempre está tratando de refinar y comprender el mundo físico de formas más precisas. Para hacerlo, el uso de unidades precisas es esencial. En 2019, cuatro de las unidades SI fueron redefinidas por el Instituto Nacional de Estándares y Tecnología (NIST) para reflejar mejor el mundo natural. Estos ahora se han actualizado de medidas inexactas o fluctuantes para basarse en constantes físicas invariantes, como las constantes de Boltzmann, Planck y Avogadro, así como la velocidad de la luz y la frecuencia de transición atómica.
Anteriormente, las unidades de Kelvin eran relativas a la temperatura del punto triple del agua. Sin embargo, esto era autorreferencial ya que el punto triple se definía en la escala Kelvin.
El kilogramo fue el último objeto físico restante utilizado para definir una unidad de medida, que era propensa a variaciones debido a que estaba hecha de materia. El prototipo internacional del kilogramo era un objeto del tamaño de una pelota de golf hecho de platino e iridio que se usaba para calibrar todos los demás estándares de kilogramos.
Antes de la revisión de 2019, un mol era relativo al kilogramo. Se definió como una cantidad igual al número de átomos en 0.0012 kilogramos de carbono-12, que teóricamente se alinearía con la constante de Avogadro, si el kilogramo también fuera constante. A partir de 2019, se redefinió el kilogramo, pero en aras de la coherencia, se actualizó el mol para definirlo. únicamente en relación con la constante de Avogadro.
El amperio es una unidad un poco más compleja, que ahora se define como un número de culombios por segundo (el culombio ahora se define como una carga elemental). La antigua comprensión del amperio tenía fallas debido a que no se podía realizar experimentalmente. Originalmente se calculó como la corriente que produciría una determinada cantidad de fuerza a partir de dos conductores paralelos de longitud infinita, separados por un metro dentro del vacío. Debido a la falta de conductores de longitud infinita, esto no era práctico como definición de trabajo.
Si bien hoy tenemos un sistema completo y consistente con las unidades SI estandarizadas, hay muchas unidades extrañas y maravillosas que no pertenecen al SI que ocasionalmente todavía se encuentran en uso. No están necesariamente construidos para la precisión como las unidades SI que conocemos y amamos, pero se adaptan a propósitos más prácticos, como por razones de legado, humor o simplemente facilidad de escala. Estos a menudo no son totalmente consistentes con otras medidas, pero no obstante son útiles.
Usado a menudo en el periodismo, un Piscina olímpica es un comparador para grandes volúmenes de agua como inundaciones. También está definido por NIST como 1 millón de litros de agua. Una piscina olímpica mide 50 metros por 25 metros en la superficie, sin embargo, no hay una profundidad oficial para las piscinas olímpicas. Muchos tienen 2 metros de profundidad, lo que equivale a unos 2.5 millones de litros de agua.
A Sydharbi es un volumen equivalente al volumen de agua presente en el puerto de Sydney en Australia, equivalente a unos 562 gigalitros, o 238,000 piscinas olímpicas.
A barba-segundo es una unidad de distancia inspirada en el año luz, pero relevante para distancias muy pequeñas. Se define como cuánto crece un vello de barba promedio en un segundo, aproximadamente 5 nanómetros.
Usado para medir la altura de los caballos en algunos países, uno mano es una medida de exactamente cuatro pulgadas, o 10.16 cm. Del mismo modo, uno caballo—utilizado para medir distancias en las carreras de caballos— equivale a unos 2.4 metros.
Cuando los valores de masa se vuelven demasiado grandes para visualizarlos más allá de la escala de nuestra tierra, es útil usar un comparador diferente que pueda tener más peso (literal y figurativamente). Una Júpiter es aproximadamente 1.9 x1027 kg o una milésima parte de la masa de nuestro sol.
Mientras que un año luz mide la distancia, el físico ruso George Gamow quería invertir el procedimiento para medir cuánto tiempo tarda la luz en recorrer una cierta distancia. Esto ha derivado en unidades de tiempo como el milla de luz y pies ligeros. Un pie-luz es aproximadamente un nanosegundo.
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