Наука про сніжинки – BBC Ideas

Що сніжинки розповідають нам про наш Всесвіт?

Професор Брайан Кокс: Сніжинки складні, красиві, таємничі та надзвичайно захоплюючі. Але незважаючи на всю її складність і нескінченну різноманітність, структуру сніжинки можна пояснити деякими універсальними законами природи. Закони, які пояснюють усе: від сніжинок до галактик. Почнемо з самого початку. Що таке сніжинка? Або, якщо використовувати його більш технічну назву, кристал льоду? Кристали льоду утворюються в хмарах, коли водяна пара зустрічається з дрібними частинками пилу або пилку. Це утворює його невелике шестикутне ядро. Кінчики стирчать і шорсткі. Це притягує молекули води. Потім більше молекул води. І більше. З них утворюються гілки нашої сніжинки. Розмір і форма цих гілок залежать від точної температури та вологості, з якими сніжинка стикається під час своєї подорожі крізь хмари, які тягне вниз силою тяжіння. Кожна йде дещо іншим маршрутом — це означає, що немає двох абсолютно однакових сніжинок. Коли сніжинка сідає на ваш рукав, вона вирушає в абсолютно унікальну подорож, щоб дістатися до вас. Перш ніж розтане в одну мить. У далекому 1611 році холодним січневим ранком у Празі сніжинка впала на рукав математика Йоганна Кеплера. Це наштовхнуло його на думку: «Чому у сніжинок шість сторін?» Проривом Кеплера стала його теорія про те, що цей шестикутник є найефективнішим використанням простору. Чи знаходиться стільник у вулику. Або купи складених артилерійських снарядів. Або ніжна і швидкоплинна сніжинка. Щоб довести його теорію, знадобилося 400 років, 400 років. У той час Кеплер не знав, що кожна молекула води, або H2O, складається з двох атомів водню та одного атома кисню. Коли молекули води упаковуються разом при замерзанні, кут між атомами водню завжди становить приблизно 105 градусів. Це дає нам шість сторін. У своїй основі сніжинка завжди має форму шестикутника. Але вони можуть вирости у всі види дивних і чудових форм. Довгий і тонкий, як олівець. Гострий, як голка. Циліндричний, як куля. Або, іноді, трикутної. Але правда в тому, що більшість сніжинок схожі на… ну, бульбашки. Якщо ви поспілкуєтеся з фотографом сніжинок (таких у світі дуже мало), вони скажуть вам, що потрібні дні й дні на морозі, щоб зробити «грошовий знімок». Умови мають бути якраз — від мінус 15 до мінус 13. Але з тих пір, як Вілсон Бентлі, фермер з Вермонта, зробив перші фотографії приголомшливих сніжинок у 1885 році, ми захопилися. Вчені довели, що симетрія неймовірно подобається людському мозку. Усі сніжинки радіально симетричні, що означає, що ви можете нарізати їх на однакові шматочки, як торт. Черепашки, квіти, морські зірки і навіть спіральні галактики, такі як Чумацький Шлях, мають такий тип симетрії. І природа має останній трюк у своєму рукаві. Сніжинки насправді не білі. Він прозорий, але має багато країв, і це розсіює світло, роблячи його білим. Кожна сніжинка – це мікросвіт законів фізики. Сила тяжіння змушує його падати. Електромагнетизм визначає його форму. І у вас є симетрія. Те саме стосується зірок, сонячних систем і планет. І з нами. Дивлячись на сніжинку, можна прочитати її історію. Його унікальна історія. Досвід, з яким вона стикається, формує її такою, якою вона є. Справді, як ми.