Дед Мороз и примкнувшие к нему мастера новогодних игрушек веками дурили голову человечеству, выяснили ученые Уральского федерального университета. Снежинки на самом деле не имеют правильной геометрической формы. Предстать в открыточной красе им мешает движение воздуха и гравитация. Вот на МКС реально получить идеальный снег, но он там не идет.
- Мы опровергли распространенное представление о том, что форма снежинки описывается правильной геометрической фигурой... В целом снежинка имеет сложную, негладкую и несимметричную форму, - цитирует пресс-служба вуза ведущего научного сотрудника лаборатории математического моделирования физико-химических процессов в многофазных средах УрФУ Любовь Торопову.
Обобщив десятилетия наблюдений за формой снежинок, уральские ученые поняли, что реальный мир жесток: снежинку «портит» как сила тяжести, так и конвенция (движение воздуха).
О том, почему снежинки именно такие, человечество задумывалось давно. Великий астроном Иоганн Кеплер решил поздравить своего покровителя Иоганна фон Вакенфельса с новым, 1611-м годом. Но покровитель, видимо, мало покровительствовал, потому что Кеплеру пришлось дарить патрону, по словам астронома, Ничто. Этим Ничем стала книжка «О шестиугольных снежинках», где ученый пытается понять, отчего снежинки столь правильны и симметричны. Как напишет через много столетий наш великий геохимик Владимир Иванович Вернадский, Кеплер в этой книге основал новую науку, кристаллографию. От Кеплера даже Ничто получать приятно.
В 1665 году Роберт Гук воззрел на снежинки в микроскоп, и с ужасом постиг, что вовсе они и не симметричны. Но может ли творение Господа зиять столь очевидным изъяном? Гук заключил, что снежинки портятся, пока летят, и сравнил процесс с грехами, уродующими изначально чистую душу, погруженную в бренный мир. Возможно, именно Гук вдохновил российских ученых XXI века на новое исследование.
Летели снежинки, с ними пролетали столетия, а интерес ученых к ледяным кристаллам не таял. В том же XVII столетии Рене Декарт зарисовал 12-лепестковую снежинку, которая больше не попадалась на глаза людям ни разу. А в 1870-х годах россиянин Андрей Сигсон принялся снежинки фотографировать, и заработал сразу ревматизм и серебряную медаль Московской политехнической выставки.
Классифицировать эфемерное впервые попытался Уильям Скорсби еще в 1820 году, затем россияне Иван Шушкевич и Борис Вейнберг, а система японца Укисиро Накайя стала основой международной классификации (1949 год). И там только основных типов сорок, а разновидностей не счесть (утверждают даже, что каждая уникальна, что, впрочем, не доказано).
С учеными, которые озадачивались формой снега, определенно что-то происходило. Так, Накайя называл снежинки «письмами с небес», и вообще на объект своего исследования дышал неровно (видимо, боялся растопить). Желая проверить Робета Гука, советские исследователи в 1950-х годах ловили «неиспорченные» снежинки с помощью воздушных шаров. А Винсент Шефер и Ирвин Ленгмюр в 1940 году приземляли ледяные кристаллы на тонкий пластик, и в итоге нашли способ «разгона облаков», который перед большими праздниками применяется почти без изменений и сейчас.
На самом деле, физика, которая скрывается за шестиугольными красавицами (почему углов именно шесть, как раз и объяснил Кеплер), невероятно сложна. И загадок много: так, двухсантиметровых снежинок вроде бы быть не должно, но иногда находят. Каждая снежинка – продукт уникального сочетания температуры, влажности и давления, так что «писем с небес» хватит еще не одному поколению ученых.
Что касается российского исследования, оно носит и прикладной характер: модели, наработанные физиками Уральского университета, помогут сталеварам лучше понять, как твердеет металл, и избежать дефектов.
ЧИТАЙТЕ ТАКЖЕ
На юге России действительно водились драконы. Но очень маленькие
Комсомолка на MAXималках - читайте наши новости раньше других в канале @truekpru