A hópelyhek tudománya – BBC ötletek

Mit árulnak el a hópelyhek az univerzumunkról?

Brian Cox professzor: A hópelyhek összetettek, gyönyörűek, titokzatosak és teljesen magával ragadóak. De a hópehely szerkezete minden összetettsége – és végtelen sokfélesége ellenére – a természet néhány egyetemes törvényével magyarázható. Törvények, amelyek mindent megmagyaráznak a hópelyhektől a galaxisokig. Kezdjük az elejétől. Mi az a hópehely? Vagy, hogy technikaibb nevét használjuk, jégkristály? Jégkristályok keletkeznek a felhőkben, amikor a vízgőz apró por- vagy pollenszemekkel találkozik. Ez alkotja a kis hatszögletű magját. A hegyek kilógnak és durvák. Ez vonzza a vízmolekulákat. Aztán több vízmolekula. És több. Ezek alkotják hópelyhünk ágait. Ezeknek az ágaknak a mérete és alakja a pontos hőmérséklettől és páratartalomtól függ, amellyel a hópehely találkozik a gravitációs erő által lefelé húzott felhőkön való utazás során. Mindegyik egy kicsit más utat jár be – ami azt jelenti, hogy nincs két teljesen egyforma hópehely. Amikor egy hópehely az ujjadon landol, egy teljesen egyedi úton jut el hozzád. Mielőtt egy pillanat alatt megolvadna. Még 1611-ben, egy hideg januári reggelen Prágában egy hópehely esett Johannes Kepler matematikus ujjára. Ez elgondolkodtatta: „Miért van a hópelyheknek hat oldala?” Kepler áttörése az volt az elmélete, hogy ez a hatszögletű minta a leghatékonyabb térkihasználás. Hogy a méhsejt egy méhkasban van-e. Vagy egymásra rakott tüzérségi lövedékek. Vagy egy finom és múló hópehely. 400 évbe telt elméletének bizonyítása, 400 évbe telt. Kepler akkor még nem tudta, hogy minden vízmolekula vagy H2O két hidrogénatomból és egy oxigénatomból áll. Amikor a vízmolekulák fagyáskor egymásba tömörülnek, a hidrogénatomok közötti szög mindig körülbelül 105 fok. Ez megadja nekünk a hat oldalt. Magában a hópehely mindig hatszög alakú. De mindenféle furcsa és csodálatos formává nőhetnek. Hosszú és vékony, mint egy ceruza. Éles, mint a tű. Hengeres, mint egy golyó. Vagy néha háromszög alakú. De az igazság az, hogy a legtöbb hópehely amolyan… nos, buborékszerű. Ha beszélsz egy hópehelyfotóssal – nagyon kevesen vannak a világon –, azt fogják mondani, hogy napokig tart a hideg, mire megkapod a „pénzes felvételt”. A feltételeknek megfelelőnek kell lenniük – mínusz 15 és mínusz 13 között. De mióta Wilson Bentley, egy vermonti farmer 1885-ben elkészítette az első fotókat lenyűgöző hópelyhekről, le vagyunk ragadtatva. A tudósok kimutatták, hogy a szimmetria hihetetlenül kellemes az emberi agy számára. A hópelyhek mindegyike sugárszimmetrikus, ami azt jelenti, hogy egyforma szeletekre vághatja őket, akár egy tortát. A kagylók, virágok, tengeri csillagok és még a spirálgalaxisok, például a Tejútrendszer is megosztják ezt a szimmetriát. És a természetnek van még egy utolsó trükkje. A hópelyhek valójában nem fehérek. Átlátszó, de sok éle van, és ez szórja a fényt, így fehérnek tűnik. Minden hópehely a fizika törvényeinek mikrokozmosza. A gravitáció zuhanásra készteti. Az elektromágnesesség határozza meg alakját. És megvan a szimmetria. Ugyanez vonatkozik a csillagokra, a naprendszerekre és a bolygókra is. És velünk. Ha ránézel egy hópehelyre, elolvashatod a történetét. Saját egyedi története. Az élmények, amelyekkel szembesül, olyanná formálják, aki. Pontosan úgy, mint mi.