Misurare le grandezze e concordare sulla loro misura è uno dei principi di ogni esperienza fisica. Quale impatto potrebbe avere non essere d’accordo su una medesima misurazione?
Nel 1998, la NASA intraprese la missione spaziale Mars Climate Orbiter, che mirava a porre in orbita marziana una sonda per monitorare le condizioni atmosferiche di Marte, e i cambiamenti che tale clima aveva portato alla superficie del pianeta.
La sonda raggiunse Marte nel settembre del 1999, come previsto, ma si disintegrò nell’atmosfera. La ragione? Il computer di bordo usava come unità di misura metri, kilogrammi e secondi mentre i manovratori a terra inviavano istruzioni espresse in iarde, libbre e secondi. Risultato: la sonda si pose su un’orbita a $57\ km$ dal suolo marziano invece che a $226\ km$, consumandosi come un fiammifero per l’attrito con l’atmosfera.
Il costo dell’operazione fu di 328 milioni di dollari americani.
Da allora la NASA pone particolare attenzione a seguire correttamente il sistema internazionale di unità di misura (SI) nato ufficialmente nel 1961 proprio per evitare confusioni di questo genere.
Esso fornisce le definizioni delle unità di misura di sette grandezze fondamentali. Tutte queste definizioni, a parte quella per la massa, sono formulate in modo da ottenere campioni riproducibili ovunque senza bisogno di stabilire un confronto diretto con oggetti particolari e sono di conseguenza universali.
La seguente tabella fornisce per ogni grandezza il nome dell’unità, il simbolo e la definizione.
| Grandezza | Nome | Simbolo | Definizione |
| Lunghezza | metro | m | distanza percorsa dalla luce nel vuoto in un intervallo di tempo pari a $1/299\ 792\ 458$ di secondo. |
| Tempo | secondo | s | Il secondo è definito come la durata di $9 192 631 770$ periodi della radiazione corrispondente alla transizione tra due livelli iperfini dello stato fondamentale dell'atomo di cesio$-133$ |
| Massa | kilogrammo | kg | Il chilogrammo è la massa di un particolare cilindro di altezza e diametro pari a $0,039 \ \text{m}$ di una lega di platino-iridio depositato presso l'Ufficio internazionale dei pesi e delle misure a Sèvres, in Francia. |
| Temperatura | kelvin | K | Il kelvin è definito come $1 / 273,16$ della temperatura termodinamica del punto triplo dell'acqua. |
| Corrente elettrica | ampere | A | Un ampere è l'intensità di corrente elettrica che, se mantenuta in due conduttori lineari paralleli, di lunghezza infinita e sezione trasversale trascurabile, posti a un metro di distanza l'uno dall'altro nel vuoto, produce tra questi una forza pari a $ 2 \cdot 10^{-7} $ newton per metro di lunghezza. |
| Quantità di sostanza | mole | mol | La mole è definita come la quantità di sostanza di un sistema che contiene un numero di unità interagenti pari al numero degli atomi presenti in $12$ grammi di carbonio$-12$. |
| Intensità luminosa | candela | cd | Una candela è pari all'intensità luminosa, in una data direzione, di una sorgente emettente radiazione monocromatica alla frequenza di $540 \cdot 10^{12}$ hertz con intensità radiante (in quella direzione) pari a 1/683 watt per steradiante. |
Siccome alcune unità possono essere troppo piccole o troppo grandi per determinati contesti vi si associa una lettera di prefisso che indica una potenza di dieci e dà origine a una convenzione piuttosto comoda quando si ricorre alla notazione scientifica.
| Prefisso | Simbolo | Ordine di Grandezza |
| yotta | Y | $10^{24}$ |
| zetta | Z | $10^{21}$ |
| exa | E | $10^{18}$ |
| peta | P | $10^{15}$ |
| tera | T | $10^{12}$ |
| giga | G | $10^{9}$ |
| mega | M | $10^{6}$ |
| kilo | k | $10^{3}$ |
| etto | h | $10^{2}$ |
| deca | da | $10^{1}$ |
| - | - | $10^{0}$ |
| deci | d | $10^{-1}$ |
| centi | c | $10^{-2}$ |
| milli | m | $10^{-3}$ |
| micro | $\mu$ | $10^{-6}$ |
| nano | n | $10^{-9}$ |
| pico | p | $10^{-12}$ |
| femto | f | $10^{-15}$ |
| atto | a | $10^{-18}$ |
| zepto | z | $10^{-21}$ |
| yocto | y | $10^{-24}$ |
Per esempio in microbiologia è comune usare i micrometri (chiamati anche micron e indicati col simbolo $\mu m$) che rappresentano un milionesimo ($10^{-6}$) di metro e che corrispondono più o meno alla dimensione tipica dei batteri.
Crediti immagine: Xession http://it.wikipedia.org/wiki/File:Mars_Climate_Orbiter_-_mishap_diagram.png
