Снежинките - магията и науката зад снега

Снегът винаги е очарователен, особено по време на зимните празници. Но освен визуално удоволствие, той е и интересно физическо явление – твърда форма на вода, която се различава от обикновения лед.

Най-интригуващите истории за "белите мухи, летящи от небето", могат да разкажат астрономите. Защото сняг вали и на други планети.

Какво представлява снегът?

Обикновено свързваме зимните месеци със сняг, който пада от небето и се трупа на преспи под прозорците.

Разбира се, има страни, където дори зимните празници се посрещат на плажа под палми.

Но замисляли ли сте се какво всъщност е снегът? Не е трудно да се досетим, че това е твърда форма на водата – достатъчно е да видим как се топи.

Хората са разбрали това много отдавна. Ледът обаче също е твърда форма на водата, но изобщо не прилича на сняг. Каква тогава е разликата между тях?

Основната форма на съществуване на снега е снежинката.
Същата онази бяла звездичка, която пада от небето.

Понякога те падат, слепвайки се една с друга, а снежните преспи също са съставени от тях.

Затова въпросът "какво е снегът" всъщност е въпрос за това какво представлява снежинката.

Първи размисъл върху снежинките прави китайският философ Хан Юн през 135 г. сл. Хр., който забелязва тяхната шестоъгълна симетрия – всеки кристал има шест равни "лъча", съединени в центъра.

Загадката на снежинката

Въпросът защо снежинката има точно такава форма е занимавал учените много дълго време.

Още през XVII век с него се занимават различни изследователи. Първоначално Робърт Хук разглежда снежинките под микроскоп. Впоследствие те привличат интереса на астрономите – първо Тихо Брахе, а след това и Йохан Кеплер, същият, който открива законите за въртенето на планетите около Слънцето.

През 1611 г. Кеплер дори написва труд, озаглавен "За шестоъгълните снежинки", в който разглежда редица въпроси защо в различни природни обекти, като пчелните пити, толкова често се среща шестоъгълната форма.

В този контекст той изказва математическо предположение, което по-късно става известно като "хипотезата на Кеплер".

Той започва с това, че ако се опитаме да покрием равнина с еднакви многоъгълници без пролуки, най-голяма площ на една такава фигура ще има именно шестоъгълникът.

От това следва, че ако се опитаме да обградим един кръг с няколко подобни на него, най-плътно това може да се направи, ако те са точно шест и центровете им образуват правилен шестоъгълник. Оттам Кеплер преминава към формулиране на триизмерен вариант на задачата.

Ако се опитаме да запълним съд с еднакви топчета, най-плътно ще се получи, ако те са разположени в пространствена структура, наречена кубична сингония.

При нея около всяко топче се разполагат още 14, чиито центрове образуват шестоъгълници в три различни равнини.

Експериментално това лесно се проверява: ако просто насипем топчета в чаша, заемат около 64% от обема ѝ. Но подредени в кубична сингония, те заемат 74% от пространството – точно както прогнозира теорията.

Четете повече в megavselena.bg

Снимка: Freepik