Kar Tanelerinin Bilimi – BBC Ideas

Kar taneleri bize evrenimiz hakkında ne anlatıyor?

Profesör Brian Cox: Kar taneleri karmaşık, güzel, gizemli ve son derece büyüleyicidir. Ancak tüm karmaşıklığına ve sonsuz çeşitliliğine rağmen, bir kar tanesinin yapısı bazı evrensel doğa yasalarıyla açıklanabilir. Kar tanelerinden galaksilere kadar her şeyi açıklayan yasalar. Hadi baştan başlayalım. Kar tanesi nedir? Veya daha teknik adını kullanırsak, buz kristali mi? Su buharı küçük toz veya polen parçacıklarıyla karşılaştığında bulutlarda buz kristalleri oluşur. Bu onun küçük altıgen çekirdeğini oluşturur. Uçlar dışarı çıkıyor ve pürüzlü. Bu su moleküllerini çeker. Sonra daha fazla su molekülü. Ve dahası. Bunlar kar tanesimizin dallarını oluşturur. Bu dalların boyutu ve şekli, kar tanesinin yer çekimi kuvvetiyle aşağı doğru çekilen bulutların arasından geçerken karşılaştığı sıcaklık ve neme bağlıdır. Her biri biraz farklı bir rota izliyor; bu da hiçbir kar tanesinin tamamen aynı olmadığı anlamına geliyor. Bir kar tanesi kolunuza düştüğünde, size ulaşmak için tamamen benzersiz bir yolculuğa çıkar. Bir anda erimeden önce. 1611 yılında, Prag'da soğuk bir Ocak sabahı, matematikçi Johannes Kepler'in koluna bir kar tanesi düştü. Bu onu şunu düşündürdü: “Kar tanelerinin neden altı kenarı vardır?” Kepler'in atılımı, bu altıgen desenin uzayın en verimli kullanımı olduğuna dair teorisiydi. Peteğin arı kovanının içinde olup olmadığı. Veya üst üste yığılmış top mermisi yığınları. Veya narin ve geçici bir kar tanesi. Teorisini kanıtlamak 400 yıl sürdü, 400 yıl. Kepler'in o zamanlar bilmediği şey, her su molekülünün (H2O) iki hidrojen atomu ve bir oksijen atomundan oluştuğuydu. Su molekülleri dondurulduğunda bir araya toplandığında, hidrojen atomları arasındaki açı her zaman yaklaşık 105 derecedir. Bu bize altı tarafı verir. Bir kar tanesinin özü her zaman altıgen şeklindedir. Ama her türden tuhaf ve harika şekillere dönüşebilirler. Kalem gibi uzun ve ince. İğne gibi keskin. Mermi gibi silindirik. Veya bazen üçgen şeklinde. Ama gerçek şu ki çoğu kar tanesi bir nevi baloncuk gibidir. Bir kar tanesi fotoğrafçısıyla konuşursanız – dünyada çok az sayıda var – size soğukta “parayı çekmenin” günler ve günler sürdüğünü söyleyecektir. Koşullar tam olarak uygun olmalı; eksi 15 ile eksi 13 arasında. Ancak Vermont'lu bir çiftçi olan Wilson Bentley, 1885'te göz alıcı kar tanelerinin ilk fotoğraflarını çektiğinden beri büyülendik. Bilim adamları simetrinin insan beynine inanılmaz derecede hoş geldiğini gösterdi. Kar tanelerinin tümü radyal olarak simetriktir, bu da onları bir pasta gibi aynı dilimler halinde kesebileceğiniz anlamına gelir. Deniz kabukları, çiçekler, denizyıldızları ve hatta Samanyolu gibi sarmal galaksiler bu tür simetriyi paylaşır. Ve doğanın son bir numarası daha var. Kar taneleri aslında beyaz değildir. Şeffaftır ancak çok sayıda kenarı vardır ve bu, ışığı dağıtarak beyaz görünmesini sağlar. Her kar tanesi fizik yasalarının bir mikrokozmosudur. Yer çekimi onun düşmesine neden olur. Elektromanyetizma şeklini belirler. Ve simetriye sahipsiniz. Aynı durum yıldızlar, güneş sistemleri ve gezegenler için de geçerlidir. Ve bizimle. Bir kar tanesine baktığınızda onun geçmişini okuyabilirsiniz. Kendine has benzersiz hikayesi. Karşılaştığı deneyimler onu olduğu gibi şekillendirir. Tıpkı bizim gibi aslında.