Gewichte
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- Was ist ein Kilogramm?

Was ist ein Kilogramm? Was eine Sekunde? Und woher wissen wir, was ein Meter ist? Im Mittelalter gab es auf den Marktplätzen eine Längenangabe für eine Elle - oft an Kirchen eingemeißelt. Doch die war in einem Ort kürzer, in einem anderen länger.  Erst als man sich  international auf eine Größe geeinigt hatte, wurden Längenangaben einheitlich. Doch was sind für unsere Maßeinheiten heute die Bezugsgrößen? Wissenschaftsredakteur Thomas Prinzler ist dieser Frage nachgegangen.

Heinrich der Erste, vor knapp tausend Jahren König von England, hatte das Längenmaß Yard festgelegt als die Entfernung von seiner Nasenspitze bis zum Daumen der ausgestreckten Hand – ungefähr ein Meter. Schon in Frankreich jedoch galten andere Maße. Die Vermessung der Welt war damals abhängig von sehr individuellen und örtlich begrenzten Faktoren, erzählt der Physiker Wolfgang Buck: "Wenn man das etwas flapsig ausdrücken will, dann muss man sagen, dass in der Zeit, bevor es das Meter gab, die Fürsten, Herrscher, Pharaonen oder wer auch immer eigentlich die maßgebenden, im wörtlichen Sinne, die maßgebenden Persönlichkeiten waren, an deren Körpermaß man zum Beispiel die Längen abgenommen hat."

Erst mit der Französischen Revolution änderte sich das, vielleicht auch, weil viele ihren Kopf verloren und so die Maße nicht mehr stimmten. Egal wie – die Vermessung der Welt wurde objektiver – der damals als unveränderlich angenommene Erdumfang wurde Bezugsgröße und der 40-millionste Teil am 1. August 1795 zum Metres de Archive - zum Urmeter. Das war lange Zeit ausreichend, sagt Dr. Buck, aber inzwischen weiß man: "Dass die Erde pumpt und eiert und das bedeutet, die Erdschollen verschieben sich und dass, was man sozusagen damals als Erdumfang genommen hat, ist nicht so stabil, ist nicht so langzeitstabil, wie man es für die Messtechnik heute braucht."

Deshalb wird seit langem an einem internationalen System für Maßeinheiten gearbeitet, das "für alle Zeiten und für alle, außerirdische und außermenschliche Culturen" gelte – so formulierte es einst Max Planck. Denn auch das Ur-Kilogramm, ein Zylinder aus Platin-Iridium, das im Tresor des Internationalen Büros für Maß und Gewicht in Paris liegt, hat Gewicht verloren. In Deutschland ist die Physikalisch-Technische Bundesanstalt die nationale Behörde für Metrologie, für Maße und Einheiten, die das  Internationale Einheitensystem, kurz SI, mitgestaltet, Wolfgang Buck,  lange Zeit Leiter des Berliner Instituts der PTB, zur aktuellen Definition des Meters: "In der neuen Definition ist das Meter die Strecke, die das Licht im Vakuum sich fortbewegt in einer Zeit Eins durch die Lichtgeschwindigkeit."

Dazu muss die Zeit vorher definiert werden und dafür spielen atomare Zustande von Cäsium 133 eine Rolle. Den neuen Einheiten, die für alle Kulturen gelten, liegen Naturkonstanten wie die Lichtgeschwindigkeit zugrunde. Wolfgang Buck: "Weil Naturkonstanten eigentlich bis an die Grenzen des Universums konstant sind und uns sozusagen, und das ist auch wieder nicht so ernst gemeint, garantieren würden, dass wir einen Kosmos-Hhandel, also nicht nur einen Welthandel über unseren Planeten hinweg, sondern mit jedem anderen neu entdeckten Exoplaneten, auf dem irgendwelche Zwei- oder Vierbeiner oder sonst was rumlaufen, handeln könnten, weil wir die gleichen Maße haben."

Nicht nur die Wirtschaft mit globalisierter Produktion auch und gerade die Wissenschaft braucht zur Vermessung der Welt ein universelles Maßsystem, das auf den Naturkonstanten beruht, die von Nobelpreisträgern wie Max Planck und Klaus von Klitzing entdeckt wurden. Die Metrologieexperten der Welt haben jetzt das neue Einheitensystem entwickelt – dieses Jahr im Oktober  soll es von der Staatengemeinschaft formal beschlossen werden. Wolfgang Buck: "Der Übergang vom alten System oder den alten Definitionen zu den neuen muss ruckelfrei passieren, das heißt, das darf niemand merken, weil sonst viele  Messungen wiederholt werden müssten. Das wäre ein riesiger wirtschaftlicher Schaden, wenn man alles neu bestimmen müsste und die Messungen von gestern nicht mehr gelten."

Und auch für den Verbraucher gilt: Danach ist ein Meter immer noch ein Meter, ein Kilogramm ein Kilogramm und eine Sekunde eine Sekunde.

Sendung

Der Roboter I2D2s mit seinem Erfinder Christoph Hocke (Bild: dpa)
dpa

WissensWerte

Was ist wissenswert in Naturwissenschaft und Technik? Auf diese und andere Fragestellungen rund um Wissenschaft und Forschung geben Thomas Prinzler und  Kollegen Antworten.