以下の記事で、
エンジニアは常に物理で物事をかんがえるので、
「数字には単位がある」
と考える癖がついているものだ
と書きました。
そこで、それに続いて、
僕は、今はわからないけど、
「宇宙には不変な単位があるはずだ」
と思っていることを書きます。
その前に、今使われている単位(SI単位系)についてまとめます。
１）長さの単位：1 m (メートル)
長さは地球の円周の1/40000をもとにした1mと決めて、
1889年に「メートル原器」が作成された後、
1960年にクリプトン86原子のスペクトル線の波長を用いて定義することになり
1983年に真空中の光の速さを用いた現在の定義に変更され、
2018年にSI単位として再定義され、2019年に施行されました。
すなわち、現在の「m (メートル)」は、
「真空中の光の速さを299 792 458 m/sと定める」
ことによって定義されています。
メートル原器
2) 時間の単位：1 s (秒)
次に、時間の単位ですが、
初めは、1日：地球の自転周期を基に定義されましたが、
地球の自転には季節変動や経度変動などがあるので、
1956年には地球の公転に基づく定義に変更されました。
1967年にセシウム原子の固有の周期に基づく秒の定義が採択されました。
すなわち、現在の「s (秒)」の定義は
「セシウム 133 の原子の基底状態の
二つの超微細構造準位の間の遷移に対応する
放射の周期の9 192 631 770 倍の継続時間である」
となっています。
３）質量の単位：1 kg (キログラム)
最後に、質量の単位ですが、これも当初は
水1リットルの質量と定義され、
1889年に、
白金イリジウム合金で作られた「国際キログラム原器」の質量を1 kg
とする定義に移行しましたが、
2019年に、普遍的な物理定数であるプランク定数を基準とする
現在の定義に移行しています。
すなわち、現在の「kg (キログラム)」の定義は
「プランク定数(h)を
h=6.626 070 15 × 10−34 (J⋅s )と定めることによって定義される。
ここで、メートルおよび秒は
光の速さc およびセシウム周波数 ΔνCs に関連して定義される」
となっています。
キログラム原器
上記のように、現在の単位の定義は
精緻にはなりましたが、
それでも、
1 m =>地球の円周
1 s =>地球の自転周期
1 kg=>水1リットルの質量
を正確に定義したにすぎません。
しかし、僕は
宇宙の不変な量を1とするような単位で
決めないと、正しく宇宙の物理を読み解けていないのではないか？
と思っています。
もし、
宇宙の不変な量を1とするような単位で長さ・時間・質量を定義できれば、
現時点で宇宙の不変量だと考えられている
プランク定数(h)は、きれいで単純な数値になる
と思っています。
蛇足ですが、僕は
数字の「1」も宇宙の不変な量を基準にすると違ったものに
なり、その数値で表現すると、例えば、
「素数に潜む法則」あるいは「円周率(π)」
などが単純にあらわせれないかなぁ！
とも思っています。