Американец Уилсон Бентли посвятил целых 46 лет, чтобы подтвердить, что не существует двух одинаковых снежинок. Он делал фотографии снежинок и сравнивал их, в итоге создав более 5000 снимков. Физик Джон Нельсон из Университета Аризоны подсчитал, что количество форм снежинок превышает число атомов в наблюдаемой Вселенной. Более подробно об этом читайте на сайте Командир.
Учёный объяснил тайны снежинок
Вопрос о том, почему две снежинки не бывают одинаковыми, интересовал учёных многие десятилетия. Американец Уилсон Бентли посвятил этому исследованию 46 лет, сделав более 5 тысяч фотографий снежинок и выявив их уникальность. В свою очередь, физик Джон Нельсон из Университета Аризоны подсчитал, что существует больше форм снежинок, чем атомов в наблюдаемой части Вселенной. Но что же стоит за этой удивительной природной деталью? Почему у каждой снежинки шесть лучей и как они образуются? Ответы на эти вопросы мы нашли в работах современных специалистов.
Снежинка — это кристаллизованный водяной пар, который, попадая на землю, образует сложную ледяную структуру. Она возникает в облаках, на высоте 3-6 километров, где для её формирования складываются самые благоприятные условия. В центре каждой снежинки находится маленькая пылинка, на которой начинают оседать молекулы воды, замерзающие и образующие ледяной кристалл.
«На внешнюю форму снежинок влияют атмосферные условия — температура и влажность воздуха, а также воздушные потоки. Эти факторы могут сильно изменить направление роста её лучей», — рассказывает аспирант Пермского Политеха Егор Разумовский.
Почему снежинка всегда имеет шесть лучей? Снежинка представляет собой звёздчатый многогранник, состоящий из множества мелких граней. Геометрически она образована правильными шестиугольниками, которые формируются благодаря молекулам воды. Вода состоит из атома кислорода и двух атомов водорода, и благодаря их связям молекулы воды выстраиваются в шестиугольную структуру. Эти шестиугольники затем превращаются в основной кристалл, на котором появляются боковые ветви, образующие знакомые всем шесть лучей снежинки.
Согласно классификации Международной комиссии по снегу и льду, существует семь основных типов снежинок, включая звёзды, иглы, столбики, пластины и дендриты, а также различные виды повреждённых кристаллов. Но каждый из них формируется в зависимости от температуры и других погодных условий. Например, при температуре -5 до -10°C наиболее часто образуются иглы и столбики, а в диапазоне от -10 до -12°C — звёзды и пластины.
Как образуется уникальный узор? У каждого кристалла ледяной структуры свой путь формирования, и это зависит от множества факторов. Влажность, температура, давление и другие метеорологические параметры создают неповторимые условия для каждой снежинки, что и делает её уникальной. Даже если взглянуть на снежинки через микроскоп и попытаться найти похожие, оказывается, что они отличаются количеством молекул и атомов. Это подтверждает мнение специалистов, что вероятность появления двух одинаковых снежинок в природе стремится к нулю.
«Молекулы воды, составляющие снежинку, могут комбинироваться настолько множественно, что число возможных вариантов становится почти бесконечным», — объясняет Егор Разумовский.
Теоретическая возможность одинаковых снежинок
Тем не менее, американский физик Кеннет Либбрехт доказал, что в идеальных лабораторных условиях можно создать абсолютно одинаковые снежинки. Но в природе это невозможно: в процессе падения снежинок на землю их симметрия и форма постоянно меняются под воздействием окружающих факторов.
Гигантские снежинки и рекорды
Самая большая снежинка, зафиксированная в истории, была обнаружена 28 января 1887 года в Форт-Кьоу (штат Монтана, США). Её диаметр составлял 38 сантиметров — гигантский кристалл, сформировавшийся из сливающихся снежинок. В России рекорд по размеру снежинок был зафиксирован в 1971 году в Братске, где снежинка достигла размера 30 сантиметров.
Снежинки — это не просто природное явление, но и символ бесконечной уникальности. Несмотря на свою кажущуюся хрупкость, они несут в себе глубокие математические и физические закономерности, каждый раз удивляя своей сложной и неповторимой красотой.
