The Science of Snowflakes – BBC Ideas

Co nám sněhové vločky říkají o našem vesmíru?

Profesor Brian Cox: Sněhové vločky jsou složité, krásné, tajemné a naprosto podmanivé. Ale přes veškerou její složitost – a její nekonečnou rozmanitost – lze strukturu sněhové vločky vysvětlit některými univerzálními přírodními zákony. Zákony, které vysvětlují vše od sněhových vloček po galaxie. Začněme od začátku. Co je to sněhová vločka? Nebo, abych použil jeho techničtější název, ledový krystal? Ledové krystaly se tvoří v mracích, když se vodní pára setká s malými skvrnami prachu nebo pylu. To tvoří jeho malé šestihranné jádro. Špičky trčí a jsou drsné. To přitahuje molekuly vody. Pak další molekuly vody. A více. Ty tvoří větve naší sněhové vločky. Velikost a tvar těchto větví závisí na přesné teplotě a vlhkosti, se kterou se sněhová vločka setká během své cesty mezi mraky, které jsou taženy dolů gravitační silou. Každý z nich vede trochu jinou cestou – což znamená, že žádné dvě sněhové vločky nejsou úplně stejné. Když vám sněhová vločka přistane na rukávu, je na zcela jedinečné cestě, aby se k vám dostala. Než se v mžiku rozpustí. Ještě v roce 1611, jednoho mrazivého lednového rána v Praze, spadla sněhová vločka na rukáv matematika Johannese Keplera. Přimělo ho to přemýšlet: „Proč mají sněhové vločky šest stran?“ Keplerovým průlomem byla jeho teorie, že tento šestiúhelníkový vzor byl nejefektivnějším využitím prostoru. Zda je plást uvnitř včelího úlu. Nebo hromady naskládaných dělostřeleckých granátů. Nebo jemná a pomíjivá sněhová vločka. Dokázat jeho teorii trvalo 400 let, 400 let. Kepler v té době nevěděl, že každá molekula vody neboli H2O se skládá ze dvou atomů vodíku a jednoho atomu kyslíku. Když se molekuly vody při zmrazení shlukují, úhel mezi atomy vodíku je vždy asi 105 stupňů. To nám dává šest stran. Ve svém jádru má sněhová vločka vždy tvar šestiúhelníku. Ale mohou vyrůst do nejrůznějších podivných a úžasných tvarů. Dlouhé a tenké jako tužka. Ostrý jako jehla. Válcový jako střela. Nebo někdy trojúhelníkový. Ale pravdou je, že většina sněhových vloček je tak trochu… no, jako bublina. Když si promluvíte s fotografem sněhových vloček – na světě je jich velmi málo – řekne vám, že získání „výdělku za peníze“ trvá dny a dny v mrazu. Podmínky musí být tak akorát – mezi mínus 15 a mínus 13. Ale od té doby, co Wilson Bentley, farmář z Vermontu, pořídil v roce 1885 první fotografie úžasných sněhových vloček, jsme byli uchváceni. Vědci prokázali, že symetrie je lidskému mozku neuvěřitelně příjemná. Všechny sněhové vločky jsou radiálně symetrické, což znamená, že je můžete nakrájet na stejné plátky jako dort. Mušle, květiny, hvězdice a dokonce i spirální galaxie, jako je Mléčná dráha, sdílejí tento typ symetrie. A příroda má v rukávu poslední trik. Sněhové vločky ve skutečnosti nejsou bílé. Je průhledný, ale má hodně hran, a to rozptyluje světlo, takže vypadá jako bílé. Každá sněhová vločka je mikrokosmem fyzikálních zákonů. Gravitace ho nutí padnout. Elektromagnetismus určuje jeho tvar. A máte symetrii. Totéž platí pro hvězdy, sluneční soustavy a planety. A s námi. Když se podíváte na sněhovou vločku, můžete si přečíst její historii. Jeho vlastní jedinečný příběh. Zkušenosti, kterým čelí, ji formují do toho, kým je. Opravdu jako my.